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Schweißflamme und Gase regeln

Das Autogenschweißen findet bei Installateuren, Heizungs- und Kältetechnikern, Spezialisten für Sicherheitsmetallarbeiten, Heimwerkern sowie in verschiedenen Verfahren der Metallverarbeitung Verwendung. Es eignet sich vor allem, wenn die Schweißstellen schlecht zugänglich sind. In manchen Lagen kommt Schweißen mit einem Spiegel zum Einsatz.

Die Ausrüstung einer Autogenschweißanlage umfasst mindestens je eine Acetylen- und Sauerstoffflasche, die über Druckminderventile verfügen, um den Flaschendruck auf den jeweiligen Arbeitsdruck zu senken. Wenn Anwender das Autogenschweißen zum Hartlöten einsetzen, wird meist aus ökonomischen Gründen statt Acetylen Propan in Verbindung mit Sauerstoff verwendet.

Absperrventile und Flammensicherungen sorgen dafür, dass die Schweißflamme nicht in die Gasflaschen zurückschlagen kann. Eingestellt wird die Flamme am Griffstück. Für Acetylen und Sauerstoff ergeben sich die Mischverhältnisse von bis 1, 1:1 und 2:1. Beim Verhältnis 1:1 wird die Flamme „neutrale Flamme“ genannt. Abhängig von der Geschwindigkeit, mit der das Gasgemisch aus dem Brenner strömt, kann sie je nach Materialdicke „hart“ oder auch „weich“ eingestellt sein.

Gasverbrennung in zwei Phasen

„Bei einem solchen Mischverhältnis sorgt die Flamme dafür, dass kein Luftsauerstoff mit dem Bauteil eine Verbindung eingehen kann“, erklärt Dr. Dirk Kampffmeyer, Experte für Anwendungstechnik Schweißen & Schneiden bei Messer. „Damit wird die Bildung einer Oxidschicht verhindert und ein gutes Resultat ermöglicht.“

Ein Gemisch aus Acetylen und Sauerstoff verbrennt in zwei Phasen. Zunächst erfolgt am Brenner eine unvollständige Verbrennung, aus der die Gase Kohlenmonoxid und Wasserstoff entstehen, welche wiederum für die zweite Phase - zur restlosen Verbrennung - den Sauerstoff aus der umgebenden Luft entziehen. Daraus resultiert eine sauerstofffreie bzw. reduzierende Schweißzone um den Flammenkegel. In dieser Zone entsteht auch mit etwa rund 3200 °C die höchste Temperatur der Schweißflamme.

Eine leicht reduzierende Flamme (leichter Sauerstoffüberschuss) kommt für das Fügen der Werkstoffe Messing und Bronze zum Einsatz. Darüber hinaus kann sie auch zum Fugenlöten verwendet werden. Dagegen wird eine „neutrale Schweißflamme“ in der Regel für die Werkstoffe Stahl und Kupfer eingesetzt. Die Flamme ist durch einen klar abgegrenzten Flammenkegel charakterisiert.

Eine Schweißflamme mit etwas Acetylenüberschuss (leicht „aufkohlende Flamme“) wird für die Werkstoffe Gusseisen, Aluminium, Blei und Zinklegierungen verwendet. Dabei bildet sich vor der Kernflamme eine leuchtend gelbe Zone (Aufkohlzone).

Gasströme im Brenner

Im Schweißbrenner bzw. Schweißeinsatz werden die Schweißgase (Sauerstoff und Acetylen) in verschiedenen Mischverhältnissen zusammengeführt. „Da der Sauerstoffdruck höher als das Acetylen ist, kommt ein Injektorbrenner zum Einsatz“, erklärt Dr. Dirk Kampffmeyer. „Damit entsteht beim Einströmen des Sauerstoffs hinter der Mischdüse ein Unterdruck, der wiederum das einströmende Acetylen ansaugt. Die vermischten Gase treten dann mit hoher Geschwindigkeit aus der Schweißdüse aus.“

Schweißflamme regeln

Für das Einstellen und Anzünden der Schweißflamme an einer Autogenschweißanlage müssen folgende Tätigkeiten beachtet werden:
  • Ventile der Gasflaschen maximal um eine halbe Umdrehung aufdrehen.
  • Für die Einstellung des Arbeitsdrucks am Druckminderer müssen die Stellschrauben im Uhrzeigersinn gedreht werden, bis das Manometer den zu erzielenden Druck (Sauerstoff 1,8–2,5 bar, Acetylen 0,2–0,8 bar) anzeigt.
  • Absperrventile am Druckminderer der Sauerstoff- und Acetylenflasche öffnen.
  • Schläuche durchspülen und Einstellung der Gasmengen: Sauerstoffabsperrventil eine Umdrehung öffnen, Sauerstoff einige Sekunden ausströmen lassen und dann Ventil zudrehen, bis nur noch wenig Gas ausströmt. Acetylenabsperrventil eine Vierteldrehung öffnen und die Gasmischung einige Sekunden ausströmen lassen.
  • Entzündung der Schweißflamme und Justierung an den Ventilen.
  • Beim Löschen der Flamme zuerst das Brenngasventil schließen und dann das Sauerstoffventil.

 

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