Schweißverbindungen, -techniken und -fachwissen finden in unzähligen Branchen Anwendung, von der Automobil- und Luftfahrtindustrie bis hin zur Fertigungs- und Schifffahrtsbranche. Schweißer müssen über vielseitige Kenntnisse über die verschiedenen Schweißarten und deren Ausführung verfügen, auch wenn die erforderlichen Schweißarbeiten nicht so reibungslos verlaufen wie erhofft.
Die Beherrschung verschiedener Schweißnähte und Verbindungen gehört zum Handwerkszeug eines jeden guten Schweißers, aber was genau ist damit gemeint und worin unterscheiden sie sich? In diesem Artikel wollen wir dies näher beleuchten und erläutern.
Was ist Schweißen?
Lassen Sie uns dies zunächst klären, bevor wir fortfahren. Schweißen ist der Vorgang, bei dem zwei Werkstückteile (in diesem Fall aus Metall) mithilfe von Wärme miteinander verbunden werden. Je nach Form der Werkstücke entsteht eine Schweißnaht, die Punkte oder Kanten miteinander verbindet. Wie Sie sich vorstellen können, gibt es nur wenige verschiedene Möglichkeiten, zwei Werkstücke miteinander zu verschweißen. Alle verschiedenen Kombinationen von Winkeln und Techniken lassen sich in diese fünf Begriffe einteilen:
- T-Stück
- Kantenverbindung
- Eckverbindung
- Überlappungsverbindung
- Stumpfstoß
Schauen wir uns das alles einmal genauer an…
T-Stück
Wie Sie sich vorstellen können, hat eine T-Verbindung die Form des Buchstabens T, wobei zwei Metallteile so verschweißt werden, dass sie sich in einem Winkel von 90° kreuzen. Die Kante wird mit einer Platte oder einem Bauteil verbunden, wobei besonders darauf geachtet wird, dass die Schweißnaht tief genug in das Material eindringt.
Eine T-Verbindung ist eine Art von Kehlnaht (darauf gehen wir später noch ein), und es gibt verschiedene Schweißverfahren, mit denen T-Verbindungen hergestellt werden:
- Keilnaht
- Steckschweißung
- Schrägnaht
- Schlitzschweißung
- J-Nut-Schweißnaht
- Durchschweißung
- Flachnaht
Wenn das Grundmetall dick ist und nach dem Schweißen auf beiden Seiten die Last immer noch nicht tragen kann, wird in diesem Fall eine Fugennaht ausgeführt.
T-Verbindungen sind nicht perfekt, da sie bekanntermaßen zu Lamellenrissen neigen. Dies geschieht, wenn zu hoher Druck auf die feste und unflexible Verbindung ausgeübt wird, wodurch diese reißt. Um dies zu verhindern, kann manchmal ein Stopfen eingesetzt oder die Qualität des Grundmetalls verbessert werden.
Kantenverbindung
Dies ist die gängigste Schweißtechnik für Bleche, insbesondere bei gebogenen Kanten (mit Falz). Es ist auch eine beliebte Schweißmethode, um Metallteile miteinander zu verbinden, beispielsweise wenn Sie zwei Viertelstücke eines Rohrs nebeneinander verschweißen möchten. Anstatt den Zwischenraum zwischen ihnen zu verschweißen, schweißen Sie die obere Kantenfläche, an der sich die beiden benachbarten Teile treffen. Diese Art der Schweißnaht hilft dabei, die auf das Metall einwirkenden Spannungen zu bewältigen, doch je nach Verwendungszweck des Metalls kann es sinnvoll sein, Schweißzusatzwerkstoff zur Verstärkung hinzuzufügen.
Zu den Belastungen gehören unter anderem:
- Zugfestigkeit
- Kompression
- Biegen
- Torsion
- Scherkraft
Manche Verbindungen halten Belastungen besser stand als andere, und genau diese Überlegungen ermöglichen es dem Schweißer, seine Entscheidung zu treffen.
Zu den Schweißverfahren, die zur Herstellung von Kantenverbindungen verwendet werden, gehören unter anderem:
- Vierkantnut-Schweißnaht
- Stumpfschweißung
- J-Nut-Schweißnaht
- Schrägnaht
- V-Naht
- U-Nut-Schweißnaht
- Kanten-Flansch-Schweißnaht
- Eckflanschschweißung
Eckverbindung
Ähnlich wie die Kantenverbindung ist dies eine der beliebtesten Methoden zum Schweißen von Blechen und wird dort angewendet, wo zwei Teile an ihren Außenkanten aufeinandertreffen und eine Ecke bilden. Die Kanten treffen im rechten Winkel aufeinander und bilden eine L-Form; diese Verbindung wird häufig zum Schweißen von Kästen und Rahmen verwendet.
Dies ist keine der stabilsten Schweißverbindungen, da die beiden Metallteile einer erheblichen Biege- und Verformungsbelastung ausgesetzt sind, insbesondere wenn das Metall sehr dünn oder biegsam ist. Eine Möglichkeit, die Schweißverbindung zu verstärken, besteht darin, sicherzustellen, dass die Fuge von allen Seiten verschweißt wird und nicht als einseitige Schweißnaht verbleibt. Es kann auch Schweißzusatzwerkstoff verwendet werden, wobei jedoch empfohlen wird, nur eine geringe Menge zu verwenden, die dünner ist als die Grundmetalle.
Diese Schweißverfahren können zur Herstellung einer Eckverbindung angewendet werden:
- Punktschweißen
- V-Naht
- Keilnaht
- U-Nut-Schweißnaht
- Schrägnaht
- Vierkantnut-Schweißnaht
- Stumpfschweißung
- Flansch-V-Naht
- Eckflanschschweißung
- Kantenschweißnaht
- J-Nut-Schweißnaht
Vielleicht ist Ihnen aufgefallen, dass eine T-Verbindung und eine Eckverbindung einander sehr ähnlich sind, und das stimmt auch. Der Unterschied liegt in der Lage der Schweißnaht: Bei T-Verbindungen befindet sich diese in der Mitte, wodurch effektiv zwei rechte Winkel entstehen.
Überlappungsverbindung
Die Überlappungsnaht wird üblicherweise zum Verschweißen von zwei Metallstücken unterschiedlicher Dicke verwendet. Manche würden vielleicht sagen, dass diese Art von Verbindung besser als „Überlappungsnaht“ bezeichnet werden sollte, da sich der Name darauf bezieht, wie die beiden sich überlappenden Metallstücke verschweißt werden.
Wenn die beiden Metallteile überlappen, entstehen zwei zu verschweißende Bereiche, die der Verbindung zusätzliche Festigkeit verleihen. Es wird empfohlen, beide Ecken zu verschweißen, um ein optimales Schweißergebnis zu erzielen.
Zu den Schweißverfahren für Überlappungsverbindungen gehören unter anderem:
- Steckschweißung
- Schlitzschweißung
- Punktschweißen
- J-Nut-Schweißnaht
- Schrägnaht
- Konus-Fasen-Nut-Schweißnaht
Stumpfstoß
Unsere fünfte und letzte Schweißverbindung ist die Stumpfnaht – die wohl gängigste, kostengünstigste und unkomplizierteste Art der Schweißverbindung. Zwei Metallteile werden stirn- oder seitenbündig aneinandergefügt und an der Kantenverbindung verschweißt. Dieses Prinzip gilt sowohl für flache Metallteile als auch für Rohre, sofern die zu verschweißenden Kanten aufeinanderpassen.
Manche bezeichnen die Stoßnaht auch als „Rechtwinkelschweißnaht“; neben flachen Blechen und Rohren kann sie zum Verbinden von Flanschen, Ventilen, Fittings und im Grunde allen parallelen Metallteilen verwendet werden.
Dies ist die Schweißtechnik, die die meisten Anfänger als Erstes erlernen, und sie eignet sich für:
- Stumpfschweißnähte mit quadratischer Fuge
- V-Nut-Stumpfschweißnähte
- U-Nut-Stumpfschweißnähte
- J-Nut-Stumpfschweißnähte
- Stumpfschweißnähte mit aufgeweiteter V-Nut
- Stumpfschweißnähte mit Fase und Nut
- Stumpfschweißnähte mit konischer Fase und Nut
Keilnähte
Ein Begriff, der in diesem Artikel bereits einige Male aufgetaucht ist und in der Schweißbranche sehr häufig verwendet wird, ist „Kehlnaht“. Dies ist lediglich ein Sammelbegriff, der Eck-, T- und Überlappungsverbindungen umfasst und den Großteil aller Schweißnähte ausmacht. Kehlnähte erfordern nur wenig Vorbereitung, eignen sich besser zum Schweißen von Rohren und sind für den Schweißer kostengünstiger als Stumpfschweißen. Im Wesentlichen wird bei einer Stumpfverbindung Füllmaterial oder überschüssiges Material zwischen den zu verschweißenden Kanten verwendet, während bei Kehlnähten das Füllmaterial in den Ecken eingesetzt wird, um zusätzliche Festigkeit zu erzielen.
In der folgenden Infografik können Sie sich diese 5 Schweißverbindungen ansehen, um zu erfahren, wie sie aussehen:
Dies sind die fünf wichtigsten Grundtypen von Schweißverbindungen, die jeder Berufseinsteiger kennen sollte; professionelle Schweißer müssen jedoch mit fortgeschritteneren, spezifischen und komplexen Schweißverbindungen vertraut sein. Diese Advanced variieren je nach Branche, in der der Schweißer tätig ist. So wird beispielsweise in der Automobilindustrie häufig Aluminium verwendet, während in der Luft- und Raumfahrtindustrie das WIG-Verfahren für hochfeste Titanverbindungen zum Einsatz kommt.
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