Aluminium wird hauptsächlich mit den Lichtbogenschweißverfahren MIG und WIG geschweißt, zunehmend auch mit Plasma- und Laserverfahren. MIG-/WIG-Schweißanlagen sind kostengünstig, robust und lassen sich an gegebene Toleranzfelder einfach anpassen. Einsatzschwerpunkte für automatisierte MIG-Schweißverfahren sind vor allem größere Wanddicken ab etwa 1,5 mm. Inverterstromquellen Gewähr leisten speziell beim Schweißen von Al die erforderliche Stabilität des Lichtbogens. Digitale Schweißstromquellen zum Lichtbogenschweißen mit einem Al-Startprogramm verhindern Kaltstellen beim Schweißbeginn. Zum Lichtbogenschweißen von Al-Bauteilen werden als Schutzgas Ar, He oder ein Gemisch beider Gase verwendet. Ein Zusatz von nur 0,015 % N hilft, den Lichtbogen zu stabilisieren und einen erhöhten Energieeintrag zu erzielen. CO2-Laser mit K-Werten über 0,8 sind beim Al-Schweißen gut verwendbar. Geeignete Werkzeuge, um im Karosseriebau Al-Legierungen mit Stählen im Dünnblechbereich thermisch zu fügen sind Nd:YAG- und Hochleistungsdiodenlaser. Voraussetzungen für das Laserschweißen sind geringe Spaltmasse der Karosserie von maximal l mm. Mit Nd:YAG-Festkörperlasern von 3 kW erreicht man Schweißgeschwindigkeiten bis zu 6 m/min. Wichtiger Vorteil der Lasernaht ist die gegenüber dem Punktschweißen deutlich höhere Festigkeit und Steifigkeit der Karosserie. Das Plasmaschweißen mit Wechselstrom verbindet ausreichende Reinigungswirkung während der Plusphase mit der sehr hohen Energiedichte in der Minusphase. Moderne elektronische Stromquellen erlauben, über die Balance-Einstellung die Größe von positiver und negativer Halbwelle vorzugeben. Kleine handliche Brenner ermöglichen das manuelle Pluspolschweißen von Al bis etwa 3 mm Blechdicke als I-Naht einlagig mit Strömen von etwa 35 A. Mit Wechselstrom werden Blechdicken bis etwa 4 mm mit etwa 65 A geschweißt. Das Minuspolschweißen ist dickeren Blechen vorbehalten. Beim Elektronenstrahlschweißen unter Atmosphärendruck ist nur noch eine Abschirmung rund um die Bearbeitungsstelle als wirksamer Schutz gegen die entstehende Röntgenstrahlung erforderlich. Beim Schweißen von Leichtmetall-Feinblechen konnten Geschwindigkeiten von über 20 m/min erzielt werden. Mit einer Leistung von 50 kW lässt sich ein Elektronenstrahl mit einem Wirkungsgrad über 95 % erzeugen, die Energieausnutzung der gesamten Schweißanlage liegt bei etwa 65 %.
Schweissverfahren für Aluminium im Überblick
SMM Schweizer Maschinenmarkt ; 104 , 4 ; 20-23
2003
4 Seiten, 3 Bilder
Aufsatz (Zeitschrift)
Deutsch
Aluminium , Automobilindustrie , CO2-Laser , Diodenlaser , Elektronenstrahlschweißen , Feinblech , Karosserie , Laserstrahlschweißen , MIG-Schweißen , Nd-YAG-Laser , Plasmastrahlschweißen , Produktivität , Schutzgas , Schweißgeschwindigkeit , Schweißstromquelle , Trend (Entwicklung) , Übersicht , Wechselstrom , WIG-Schweißen , Wirkungsgrad
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