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Autogenschweißen, ein funkensprühendes Verfahren

Das Verfahren des Autogenschweißens bietet eine recht einfache Alternative zum Elektroschweißen. Sogar Anfänger ohne viel Übung könnten mit dieser Schweißmethode bereits gute Schweißverbindungen erzielen.

Die Vorteile des Autogenschweißens liegen auf der Hand: Das Schweißen besonders dünner Bleche ist im Grunde nur autogen möglich. Es entstehen keine zusätzlichen Kosten für Füllmaterial. Das Verfahren lässt sich sehr leicht automatisieren. Das Schweißergebnis bzw. die Schweißnähte können sich buchstäblich sehen lassen und ein Nachschleifen ist im Grunde nicht notwendig. Hinzu kommt, dass der Anwender mit dem Brenner auf einfache Weise an schwer zugänglichen Stellen arbeiten kann. Daher wird das Autogenschweißen häufig zum Fügen von Rohren im Heizungs- und Rohrleitungsbau als auch für das Reparatur- und Auftragsschweißen verwendet.

 

Schweißeignung und Arbeitsvorbereitung

Für ein optimales Schweißergebnis bzw. eine feste Schweißnaht sollte der Anwender vorab die jeweiligen Fugen überprüfen und entsprechend vorbereiten. Dafür muss er den Werkstoff der zu fügenden Bauteile sowie die Materialdicke berücksichtigen. Denn die Qualität und Präzision der Fugenflächen sind eine entscheidende Voraussetzung für einen späteren guten Fluss der Schmelze in der Fuge. Eine weitere Voraussetzung ist die Wirkung der Wärme auf die Bauteile.

Vor Beginn der Bearbeitung muss der Anwender zunächst einmal prüfen, ob die Werkstoffe bzw. Bauteile sich überhaupt für das Schweißen qualifizieren. Eine sogenannte Schweißeignung ist einerseits vom Material und andererseits vom Schweißverfahren abhängig. Das heißt, ein bestimmter Werkstoff kann für das Autogenschweißen über eine geringe und für das Widerstandsschweißen eine hohe Schweißeignung verfügen. Dabei ist zu berücksichtigen, dass sich das Bauteil durch das Aufheizen, Schmelzen und Erstarren des Schmelzbades und des umgebenden Materials hinsichtlich der Festigkeit stark verändern kann. Insbesondere beim Abkühlen ist eine unerwünschte Bildung von Rissen, Versprödungen und Poren an der Schweißnaht und im Umfeld möglich.

Einsatz von Gasen beim Autogenschweißen

Beim Autogenschweißen (Gasschmelzschweißen) werden Metallbauteile mit einer offenen Schweißflamme erhitzt und direkt verbunden. „Die Energiequelle ist ein Brenngas (häufig Acetylen) sowie Sauerstoff“, erklärt Dr. Dirk Kampffmeyer, Experte für Anwendungstechnik Schweißen & Schneiden bei Messer. „Vor allem für Anfänger liefert das Autogenschweißen recht gute Schweißresultate, da die Verbindungen sich mit dem Gasstrahl leicht plastisch formen lassen.“ Hierzu wird das Werkstück an der Schweißfuge mit einer Flamme bis zum Schmelzpunkt erhitzt. „Dabei ist zu beachten, dass eine Mindesttemperatur von über 3100 °C erreicht wird, damit das Verfahren auch erfolgreich angewandt werden kann“, so Kampffmeyer.

Zum Autogenschweißen sind neben einem geeigneten Schweißgerät im Wesentlichen die Gase Sauerstoff und Acetylen erforderlich. Beide Gase werden in Gasflaschen bereitgestellt und zu einem Gasstrom gemischt, was letztlich das Brenngas ergibt. Wobei der Sauerstoff die Verbrennung des Acetylens verstärkt. „Hierbei ist zu beachten, dass durch diesen Vorgang nicht nur das Metall schmilzt, sondern gleichzeitig nicht oxidiert“, so Kampffmeyer. „Das heißt, beim Autogenschweißen verbrennen also Acetylen und Sauerstoff zu Kohlenstoffmonoxid und Wasserstoff.“

Der Schweißvorgang kann beginnen, nachdem der Anwender die Gaszufuhr und auch Schweißflamme eingestellt hat. Eine Schweißnaht entsteht, indem beide Kanten, die gefügt werden sollen, erhitzt werden. Beim Erreichen des Schmelzpunkts färbt sich der Werkstoff hellgelb und der Brenner kann von rechts nach links über die Schweißstelle geführt werden. Dabei sollte sich das typische Schmelzbad bzw. das verflüssigte Metall immer ein kleines Stückchen vor dem Brenner bilden. Ist die Schweißnaht fertig, muss sie auskühlen.

Regelung des Gasstroms

„Bei der Bereitstellung der Sauerstoff- und Acetylenflaschen muss darauf geachtet werden, dass sie sich nicht in einer waagerechten Position befinden, sondern aufrecht stehen“, betont Kampffmeyer. „An beiden Gasflaschen sind zudem ein Druckminderer und aus Sicherheitsgründen eine Sicherung angebracht, die den Flammenrückschlag verhindern soll.“ Beide Gasflaschen sind durch zwei Schläuche mit dem Autogenschweißbrenner verbunden. Im Allgemeinen ist die Sauerstoffflasche immer mit einer blauen Farbkennzeichnung und die Acetylenflasche mit einer gelben Kennzeichnung markiert.

„Der Gasdurchsatz lässt sich individuell sehr fein für jede Flasche an den Nadelventilen regeln“, so Kampffmeyer. „Je nach persönlicher Einschätzung kann der Anwender dann an den Ventilen einstellen, wie das Gas gemischt und die Flamme beschaffen sein soll.“ Die Gaszufuhr ist in der Regel gut eingestellt, wenn die Schweißflamme gleichmäßig brennt und nicht flackert.

„Darüber hinaus sollte der Anwender beachten, dass der weiße Flammenkegel in der Flamme rund 8 bis 10 mm Länge beträgt“, so Kampffmeyer. „Denn der weiße Flammenkegel ist der Teil einer Schweißflamme, mit dem schließlich gearbeitet wird. Der andere Teil der Flamme, das blaue Licht bzw. die sogenannte Hüllenflamme, soll verhindern, dass Sauerstoff aus der Luft an das Bauteil kommt und auf diese Weise das Metall oxidieren kann.“

 

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