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Autogenschweißen - aus Nachteilen werden Vorteile!

Das Autogenschweißen ist eine Variante des Schmelzschweißens, die im Prinzip ohne die Verwendung von äußeren Füllstoffmaterialien auskommt. Im Vergleich zu den anderen Schweißverfahren, wie beispielsweise den WIG-, MIG- und MAG-Verfahren, handelt es sich beim Autogenschweißen um keine spezielle Art des Fügens.

Beim Autogenschweißen dient als Wärmequelle die Flamme eines Autogenschweißbrenners, die auch die entstehende Schmelze gegen Sauerstoff und somit gegen eine unerwünschte Oxidation schützt. Es gehört zu den einfachsten Schweißmethoden, die aber wegen der relativ geringen Produktivität nicht mehr so häufig Verwendung findet. Das Autogenschweißen wird daher wegen der geringen Gerätekosten und der hohen Flexibilität meist im Handwerk und auf Baustellen eingesetzt.

Im Wesentlichen dient es zum Schweißen von Blechen, Karosserien, Kesseln, Rohren und Apparaten sowie dem Auftragschweißen. Wobei hierzu sehr geringe Aufschmelzgrade von 10 bis 5 Prozent möglich sind. Da die Wärmeleistung der Flamme im Vergleich zu anderen Schweißmethoden relativ gering ausfällt, gilt das Autogenschweißen als langsam und unproduktiv. Was einerseits ein Nachteil ist, kann gerade bei dünnen Blechen von Vorteil sein, beispielsweise auch bei Schweißarbeiten in Zwangslagen bzw. schwer zugänglichen Stellen.

Hinzu kommt, dass die eingebrachten Eigenspannungen zwar gering sind, aber die Wärmeeinflusszone dagegen umso größer. Daraus kann wiederum ein relativ starker Verzug der Bauteile resultieren sowie eine Vergröberung des Korns im Werkstoff und so die Festigkeit reduzieren.

Stärken des Autogenschweißens

Aufgrund der Vorteile des Autogenschweißens qualifiziert es sich für Aufgaben, bei denen dünnwandige Rohre beispielsweise für Kraftstoff- und Hydraulikleitungen bei Automobilen, Industrieanlagen und Flugzeuge sowie Rohrleitungen für die Abwasserbehandlung zu bearbeiten sind. Mittlerweile wird das Verfahren im Wesentlichen von Installateuren, Heizungs- und Kältetechnikern, Metallverarbeitenden, Spezialisten für Sicherheitsmetallarbeiten und Heimwerkern benutzt.

„In der Regel beschränkt sich der Einsatz des Autogenschweißens darauf, Rohr- oder Rohrwanddicken von weniger als 3 mmm zu bearbeiten“, erklärt Dr. Dirk Kampffmeyer, Experte für Anwendungstechnik Schweißen & Schneiden bei Messer. „Bei größeren Rohrwanddicken kann eine zu geringe Eindringtiefe zu versagenden Schweißnähten führen und bei Blechdicken ab 8 mm sind in der Regel andere Verfahren wirtschaftlicher.“

Für mehr Präzision und Gleichmäßigkeit ist ein Orbitalschweißprozess mit einem automatisierten Schweißkopf die beste Option. Beim Orbitalschweißen als Schutzgasschweißverfahren wird ein Lichtbogen maschinell und ohne Pause 360 Grad um Rohre bzw. sonstige Rundkörper herumgeführt. Der Schweißprozess an sich erfolgt dann mittels einer Schweißzange (Orbitalschweißkopf).

Dieses Schweißverfahren lässt sich entweder mit den Methoden des Wolfram-Inertgas-Schweißens (WIG) oder des Metall-Schutzgas-Schweißens (MSG) ausführen. Neben einer verbesserten Schweißnahtqualität erhöht das Orbitalschweißen gleichzeitig auch die Produktionsgeschwindigkeit, was die Kosteneinsparungen durch den Verzicht auf Zusatzwerkstoff weiter erhöht.

Bearbeitung verschiedener Werkstoffe

Bauteile aus Gusseisen müssen vor dem Schweißprozess vollständig erwärmt werden. Sollte dieser Bearbeitungsschritt nicht erfolgen, so führt dies zu lokal unterschiedlichen Temperaturen am Werkstoff, was wiederum Risse zur Folge haben kann. Damit sich der Abbrand des Kohlenstoffs ausgleicht, wird Gusseisen mit einer sogenannten „aufkohlenden Flamme“ bearbeitet. Das bedeutet, es wird nur wenig Sauerstoff zugeführt und die Flamme entzieht der Umgebung umso mehr Sauerstoff, sodass der Schutz der Schmelze vor Oxidation gewährleistet bleibt.

Bei vielen Nichteisenmetallen entstehen während des Autogenschweißens Verbindungen aus Metallen, Kohlenstoff, Sauerstoff und Wasserstoff, die sich meist ungünstig auf den Werkstoff auswirken, indem sie eine Schlacke bilden. Diese kann durch geeignete Flussmittel beseitigt werden, die in einem zusätzlichen Schweißstab enthalten sind. Der Werkstoff Kupfer wird mit einer sogenannten „neutralen Flamme“ geschweißt, damit er nicht oxidieren oder Wasserstoff aufnehmen kann.

 

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