Autogenflamme als Wärmequelle beim Autogenschweißen

Anwender profitieren von dem preiswerten und praktischen Autogenschweißverfahren auch dadurch, dass es sich flexibel und leicht in Zwangslagen anwenden lässt. Für ein optimales Schweißergebnis bzw. eine qualitativ hochwertige Schweißraupe müssen Sie wissen, wie Sie die Flamme entsprechend einstellen können. Zudem sollten Sie immer beim Autogenschweißen die Gase im Auge behalten.

Neben den vielen Lichtbogenschweißverfahren bevorzugen viele Anwender vor allem das Gasschmelzschweißen, das auch Autogenschweißen genannt wird. Dabei wird ein Schweißbrenner (Autogenschweißgerät) verwendet, dessen Flamme das Metall zwar zum Schmelzen bringt, gleichzeitig aber die Schmelze vor der Oxidation geschützt wird. Der Brenner erhitzt die Schweißbereiche der beiden Werkstücke so lange, bis sie schmelzen. Dabei dient die Flamme nicht nur als Heizquelle, sondern auch gleichzeitig als Schutzmittel der Schmelze vor ungewollten Reaktionen mit der umgebenden Luft.

Mögliche Anwendungsbereiche

Einer der Vorzüge des Autogenschweißens ist das Arbeiten an schwer zugänglichen Stellen. Aus diesem Grunde qualifiziert sich das Verfahren vor allem zum Fügen von Rohren, Karosserien, Kesseln, Blechen sowie verschiedenen Verfahrenstechniken in unterschiedlichen Bereichen. Das Autogenschweißen kann aber ebenso als Beschichtungsverfahren zum Auftragsschweißen genutzt werden. Dadurch lassen sich sehr niedrige Schmelzgrade von rund 10 Prozent oder sogar 5 Prozent erzielen.

Vor allem für das Schweißen von sehr dünnen Blechen von bis zu 8 mm eignet sich die autogene Methode sehr gut, weil eine vergleichsweise saubere Schweißarbeit entsteht. Zudem kommt es kaum zu unerwünschten Verformungen durch Eigenspannungen. Die Kosten für eine Ausrüstung zum Autogenschweißen sind relativ preiswert. Von diesem günstigen Schweißverfahren profitieren insbesondere Handwerker und Bauarbeiter.

Welche Gase werden eingesetzt?

Für das Autogenschweißen können zwei Arten von Gasen zum Einsatz kommen: Brenngase und Sauerstoff. „Zu den Brenngasen gehören Brennstoffe wie Methan, Propan oder auch Kraftstoffe wie beispielsweise Erdgas“, erklärt Dr. Dirk Kampffmeyer, Experte für Anwendungstechnik Schweißen & Schneiden bei Messer. „In der Regel wird jedoch Acetylen verwendet, da die Flamme des Brenners bis zu 3200 °C heiß werden kann. Meist wird beim Autogenschweißen eine Mischflamme aus Brennstoff und Sauerstoff eingesetzt.“

Verschiedene Arten von Brennerflammen

Bei der Arbeit mit einem Autogenbrenner sollte der Anwender im Hinblick auf ein optimales Schweißergebnis verschiedene Brennerflammen wie beispielsweise eine neutrale, oxidierende und aufkohlende Flamme sowie eine Streuflamme unterscheiden.

• Neutrale Flamme

  Eine neutrale Flamme entsteht, wenn sich das Verhältnis zwischen Acetylen und Sauerstoff die Waage hält. Sie wird häufig zum Fügen von Bauteilen aus Eisen verwendet. In dem Flammenkegel an der Brennerdüse verbrennt das Acetylen zusammen mit dem Sauerstoff zu Kohlenstoffmonoxid und Wasserstoff. Hier kann eine Höchsttemperatur von rund 3200 °C außerhalb des Flammenkegels gemessen werden. Durch den Wasserstoff entsteht eine glatte, oxidfreie Oberfläche.
  
  

• Oxidierende Flamme

  Eine sogenannte oxidierende Flamme wird durch einen Überschuss an Sauerstoff erzeugt. Kommt diese Brennerflamme zum Einsatz, nimmt die Schweißgeschwindigkeit zu. Es kann zu einer Funkenbildung kommen und das Metall kann buchstäblich verbrennen. Dieser Flammentyp wird meist bei der Verarbeitung von Messing benutzt. Es besteht kein Oxidationsschutz, daher ist die Nahtoberfläche eher rau, leicht oxidiert und es verbleibt eine Schlacke.
  
  

• Aufkohlende Flamme

  Entscheidet sich der Anwender für eine aufkohlende Flamme, die durch einen Überschuss an Acetylen entsteht, wird Kohlenstoff freigesetzt, der sich dann mit dem flüssigen Schweißgut verbindet. Dadurch erhöht sich die Härte des Bauteils, wobei es zusehends spröder wird.
  
  

• Streuflamme

  Eine sogenannte Streuflamme ist mit 1200 bis 2600 °C deutlich kälter als die neutrale Flamme. Dabei wird Kohlenstoffmonoxid, Wasserstoff und Sauerstoff zu Kohlenstoffdioxid und Wasserdampf verbrannt.
  
  

Schweißbrenner im Einsatz

Anwender, die beim Autogenschweißen Acetylen und Sauerstoff nutzen wollen, sollten zuerst das Sauerstoffventil und dann das Acetylenventil öffnen. Nach der Zündung kann die Flamme durch die Ventile justiert werden. Die Flamme lässt sich wieder löschen, indem das Acetylenventil und dann jenes des Sauerstoffs geschlossen wird. Bei einem anderen Brenngas ist die Reihenfolge umgekehrt. Bei diesen hohen Temperaturen ist ein Zurückschlagen der Flamme in den Brenner möglich. Daher sollte der Anwender prüfen, ob die Flamme im Brenner weiterbrennt. Ist dies der Fall, kann das den Schweißbrenner beschädigen. Um dies zu verhindern, sollte erst das Sauerstoffventil, dann das Brenngasventil geschlossen werden.

Ein weiterer Faktor ist die Größe des Schweißeinsatzes am vorderen Bereich des Schweißbrenners. Je nach Werkstück sollten dafür die passenden Größen gewählt werden. Bei einer Werkstückdicke von 0,5 bis 1 mm empfiehlt sich beispielsweise Größe 1. Beim Fügen von Aluminiumteilen sollte der Anwender wegen der höheren Wärmeleitfähigkeit des Aluminiums größere Schweißeinsätze verwenden. „Zu beachten ist auch die Ausströmgeschwindigkeit der Gase“, erklärt Dr. Dirk Kampffmeyer. „Eine Ausströmgeschwindigkeit von 80 m/s erzeugt eine weiche Flamme und bei 160 m/s wird eine harte Flamme erzielt.“

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