Metall auf Metall kleben: Alternative Verbindungsmethoden für Metallteile mit Klebstoff
Ja, Sie haben den Titel richtig gelesen. Klebstoff ist nicht nur zum Verkleben von Papier oder zum Reparieren von Spielzeug…
Wie bei jeder Anwendung erfordert das Schutzgasschweißen von Aluminium (GMAW) Aufmerksamkeit für Details und ein solides Grundwissen, um erfolgreich zu sein. ist außerdem notwendig, Vorsichtsmaßnahmen zu treffen, um typische Fehler zu vermeiden, die zu Stillstandzeiten durch Fehlersuche führen und die Integrität der fertigen Schweißnahtträchtigen können.
Häufige Herausforderungen umfassen die Drahtförderung aufgrund der Weichheit des Aluminiumschweißdrahts, was verschärft wird, wenn der Bediener die Schweißpistole aufrollt oder die Antriebsrollen zu fest anzieht. Unzureichende Reinigung und Schutzgasleckagen können zu Porosität führen. Durchschmelzen bei dünnen Materialabschnitten und unvollständige Verschmelzung bei dickeren Abschnitten können ebenfalls auftreten, wenn der Schweißer die falschen Einstellungen oder Techniken verwendet.
Anfänger im Aluminiumschweißen sollten die Reinigungsanforderungen, die korrekte Einrichtung von Fässern oder Spulen, das richtige Equipment und weitere Aspekte berücksichtigen.
Vor der Durchführung von Aluminium-GMAW sollte jedes Bauteil des Schweißsystems überprüft werden. Jedes hat spezifische Anforderungen, und es gibt bewährte Vorgehensweisen, die zu beachten sind.
Spulen lassen sich in der Regel einfach installieren. Gelegentlich kann es beim Befestigen einer Spule am Drahtvorschubgerät zu einem Drahtgewirr kommen; das Problem kann jedoch behoben werden, indem die Spule aus dem Vorschubgerät entfernt und ein bis zwei Lagen Draht abgezogen werden. Halten Sie die Spule von unten (nicht am Rand) und setzen Sie sie auf die Spulenaufnahme, wobei das Loch der Spule mit dem Zapfen des Drahtvorschubgeräts ausgerichtet wird. Befestigen Sie die Spule mit dem Sicherungsclip.
Das Einrichten eines Schweißdrahtfasses für Aluminium erfordert etwas Zeit und Fachwissen, da der Draht beim Herausziehen zum Überschlagen neigt. Kann dieses Überschlagen nicht durch die Stromdüse entweichen, verheddert sich der Draht im Inneren des Fasses. Jeder Hersteller hat ein eigenes Fassdesign und spezifische Anweisungen, die stets befolgt werden sollten. Es ist wichtig zu beachten, dass verschiedene Aluminiumlegierungen unterschiedliche Zuführeinrichtungen benötigen. Ein Fülldraht der Serie 4XXX benötigt typischerweise ein im Fass rotierendes Zuführgerät, während ein Fülldraht der Serie 5XXX lediglich einen Ring oder Kegel auf dem Fass benötigt, der den Draht durch die Mitte führt.
Unabhängig vom Fassdesign des Herstellers müssen alle Leitungen vom Fass zum Vorschubgerät gerade verlaufen, um eine möglichst reibungslose Drahtförderung zu gewährleisten. Bei einer Biegung sollte der Radius mindestens 60 bis 90 cm betragen und keinesfalls enger sein. So können Verdrehungen problemlos durch die Leitung laufen. Die Länge der Leitung ist so zu wählen, dass keine Wellen oder Bögen auf dem Weg zum Vorschubgerät entstehen.
Einige Drahtvorschubgeräte für Aluminium-GMAW sind mit elektrischen Bremsen ausgestattet, die ein Überdrehen der Spule verhindern, sobald der Vorschub stoppt. Andere verfügen über eine Spannvorrichtung am Spulenhalter, die je nach Anzugskraft den Widerstand erhöht. Diese sollte so eingestellt sein, dass die Spule mit minimalem Kraftaufwand zu drehen ist und sofort stoppt, sobald das Vorschubgerät anhält.
Verwenden Sie beim Aluminiumschweißen immer U-Nut-Antriebsrollen, da der Draht weich ist und andere Rollentypen ihn leicht abscheren können. Der Anpressdruck der Antriebsrollen sollte minimal gehalten werden, um Verformungen oder das Abscheren des Drahts zu vermeiden. Ein einfacher Test hilft, den korrekten Druck zu bestimmen: Wird der Draht aus der Pistole in eine behandschuhte Hand gefördert, sollte er sich zu einer Spirale mit 5 bis 7,5 cm Durchmesser aufrollen. Eine kleinere Spirale weist auf zu hohen Rollendruck hin, der dann reduziert werden muss. Bei korrekt eingestelltem Druck sollten die Rollen durchrutschen und den Draht nicht mehr fördern, sobald der Bediener mehr Druck ausübt, als für die 5 bis 7,5 cm große Spirale nötig ist.
Push-Pull-Brenner sind beim Aluminiumschweißen am gebräuchlichsten, da sie in Verbindung mit Nylon- oder Kunststoffseelen eine zuverlässige Drahtförderung gewährleisten. Diese Seelen verhindern Drahtabschabungen, die zu Verstopfungen und schlechter Drahtförderung führen. Push-Pull-Brenner sind für alle Drahtdurchmesser geeignet. Spulenbrenner sind eine kostengünstige Alternative für kleinere Projekte, erfordern jedoch häufigeren Drahtspulenwechsel. In manchen Fällen wird ein herkömmliches Push-System mit einer Mono-Coil-Stahlseele und größeren Drahtdurchmessern (z. B. 1,2 bis 1,6 mm) sowie kürzeren Stromkabeln gewählt. Hier ist es wichtig, die Enden der zugeschnittenen Stahlseele zu entgraten, um Drahtabschabungen zu vermeiden.
Für das Aluminium-GMAW sind spezielle Stromdüsen erforderlich. Ihr Bohrungsdurchmesser ist etwa 10 bis 15 % größer als der Drahtdurchmesser und sie sind poliert, um Grate zu entfernen, die Abschabungen verursachen könnten. Dabei ist zu beachten, dass 3/64-Zoll-Aluminiumschweißdraht nicht 1,1 mm, sondern 1,2 mm entspricht. Die Verwendung einer Standard-Düse für 1,1 mm Draht kann zu Rückschmelzen und Förderungsproblemen führen.
Jede Gleichstrom-Stromquelle mit positiver Elektrode (DCEP) ist für das Aluminiumschweißen geeignet. Bei kleinen Stromquellen ist die Materialdicke der größte limitierende Faktor, da Aluminium eine hohe Wärmeleitfähigkeit besitzt und entsprechend viel Energie zum Schweißen benötigt wird. Für dünne Aluminiumbleche empfiehlt sich eine Stromquelle mit Pulsfunktion, um das Risiko von Durchschmelzen und Verzug zu minimieren.
Es gibt keine allgemeingültige Faustregel für die Einstellung der Schweißparameter beim Aluminium-GMAW. Die Wahl von Drahtvorschubgeschwindigkeit (WFS), Stromstärke, Spannung und Schweißgeschwindigkeit hängt von der Anwendung, Legierung, Blechdicke und Drahtdurchmesser ab. So benötigen z. B. Drähte der Serie 5XXX eine deutlich höhere Drahtvorschubgeschwindigkeit als die der Serie 4XXX, um denselben Strom zu erreichen – dies liegt an der unterschiedlichen elektrischen Leitfähigkeit der Legierungsserien. Da 5XXX-Aluminium höhere Vorschubgeschwindigkeiten verlangt, sind auch höhere Schweißgeschwindigkeiten erforderlich, um die gewünschte Nahtgröße zu erzielen und dem Schmelzbad voraus zu bleiben.
Viele Fülldraht-Hersteller stellen in ihren technischen Datenblättern Diagramme mit Startparametern für verschiedene Drahtdurchmesser und Blechdicken zur Verfügung. Es gibt auch Stromquellen, bei denen der Bediener Materialdicke und Legierung auswählt und das Gerät daraufhin Startwerte für die Parameter vorschlägt, die je nach Bedarf angepasst werden können.
Das meistverwendete Schutzgas für das Aluminium-GMAW ist reines Argon. Es bietet guten Schutz vor atmosphärischen Einflüssen, besitzt gleichmäßige Reinigungswirkung und ist kostengünstig. Für Aluminium ab 25 mm Dicke ist ein Argon-Helium-Gemisch eine Alternative. Dieses erhöht das Ionisierungspotential und die Wärmeleitfähigkeit des Gases, was zu einem heißeren Lichtbogen führt. Das sorgt für eine tiefere Einbrandtiefe und verringert Porosität, da das Schmelzbad länger flüssig bleibt.
Die Wahl des Zusatzwerkstoffs hängt von der zu schweißenden Aluminiumlegierung sowie den Einsatzbedingungen des Bauteils ab. Konsultieren Sie hierzu eine Fülldrahttabelle.
Auch wenn alle Komponenten des Aluminium-GMAW korrekt eingerichtet sind, führt mangelhafte Reinigung zu schlechten Ergebnissen.
Das Entfernen von Feuchtigkeit ist der erste Schritt bei der Reinigung und Materialvorbereitung. Schon minimale Restfeuchte auf Aluminium kann Porosität verursachen. Idealerweise sollte Feuchtigkeitsbildung von vornherein verhindert werden, z. B. durch Überwachung des Taupunkts und der Luftfeuchtigkeit im Lager, um Kondensation zu vermeiden, sowie durch frühzeitiges Einbringen des Materials in den Schweißbereich – mindestens 24 Stunden im Voraus. So kann sich das Material an die Umgebungstemperatur anpassen, Temperaturwechsel werden vermieden.
Nachdem sichergestellt ist, dass das Grundmaterial trocken ist, sollte der Schweißer es mit einem sauberen Tuch und Lösemittel entfetten. Öl, Fett und Farbe enthalten Kohlenwasserstoffe, die beim Schweißen Porosität verursachen.
Zuletzt sollte eine ausschließlich für Aluminium vorgesehene Edelstahlbürste verwendet werden, um Porosität weiter zu verhindern. Das Bürsten entfernt die Oxidschicht von der Oberfläche. Es empfiehlt sich, nur in eine Richtung zu bürsten, um das Einbringen von Verunreinigungen zu vermeiden. Einige Schweißer bevorzugen Elektrowerkzeuge gegenüber einer Bürste, diese sollten jedoch mit niedriger Drehzahl und geringem Druck betrieben werden. Ein elektrischer Geradschleifer ist besser geeignet als ein pneumatisches Werkzeug, da letzteres durch die Abluft geringe Mengen Öl freisetzen kann, was das Grundmaterial kontaminieren würde.
Obwohl viele Schritte nötig sind, um Aluminium erfolgreich zu schweißen, führen sorgfältige Vorbereitung und Übung zu guten Ergebnissen. Beim GMAW-Verfahren muss auf alle Komponenten geachtet werden, die eine reibungslose Drahtförderung und die Einhaltung der von Geräte- und Zusatzwerkstoffherstellern empfohlenen Parameter sicherstellen.
Abb. 1 — Das Schutzgasschweißen von Aluminium (GMAW) erfordert Detailgenauigkeit und Fachwissen für den Erfolg. Es ist zudem wichtig, typische Fehler zu vermeiden, die zu Stillstandzeiten durch Fehlersuche führen können.
