Schweißverfahren zum Schweißen von Aluminium
Immer wieder ist zu hören, dass das Schweißen von Aluminium besondere Schweißgeräte erforderlich mache, Aluminium gar nicht schweißbar sei oder nur spezielle Schweißverfahren angewandt werden könnten. Dem ist absolut nicht so. Beim Schweißen von Aluminium können die nachfolgenden Schweißverfahren allesamt angewandt werden:
- Autogenschweißen
- MIG-Schweißen
- WIG-Schweißen
- CMT-Schweißen
- Elektrodenschweißen
Das Autogenschweißen von Aluminium
Das Autogenschweißen ist in besonderem Maß interessant, da Aluminium eine hohe Wärmeleitfähigkeit besitzt. Diese ist viermal so hoch wie bei Stahl. Das bedeutet, dass sich – auch beim Löten von Aluminium – zwei unterschiedlich große Werkstücke aus Aluminium, die miteinander verschweißt werden sollen, auch unterschiedlich erwärmen.
Die Schmelztemperatur von Aluminiumlegierungen
Daher ist es üblich, beim Autogenschweißen von Aluminium gegebenenfalls das Leichtmetall entsprechend vorzuwärmen. Einerseits ist es hier von Vorteil, dass der Schmelzpunkt von Aluminium relativ gering ist.
Bei reinem Aluminium liegt er bei ziemlich genau 660 Grad Celsius. Jedoch kann der Schmelzpunkt davon abweichen und sich zwischen 580 und 680 Grad befinden, da es sich bei den meisten Aluminiumkomponenten um Legierungen handelt. Je nach Legierung liegt der Schmelzpunkt dann unterschiedlich hoch.
Schwierigkeiten beim Erwärmen – keine Anlassfarbe
Hier kommt ein wesentlicher Nachteil beim Schweißen von Aluminium hinzu, der schon beim Löten Auswirkungen zeigt: wie Sie vielleicht wissen, verfärbt sich Stahl, wenn Sie ihn erhitzen – er erreicht die sogenannte Anlassfarbe. Anhand der Anlassfarbe kann die optimale Temperatur zum Schweißen hervorragend bestimmt werden.
Leider verfärbt sich Aluminium beim Erhitzen aber nicht. Damit kommt es auch nicht zu einer Anlassfarbe, was das Erkennen der optimalen Schweißtemperatur erheblich erschwert. Gerade beim autogenen Schweißen von Aluminium oder auch grundsätzlich, wenn Sie Aluminium vorwärmen müssen, sind hier Erfahrungen beim Aluminiumschweißen ausgesprochen wichtig.
Das MIG-Schweißen von Aluminium
Das MIG-Schweißen ist eine sehr weit verbreitete Schweißtechnik. Oft wird es auch als MIG/MAG-Schweißen bezeichnet. Das hängt mit dem Schutzgas zusammen und wie es reagiert. Beim MIG-Schweißen handelt es sich um ein inertes Schutzgas. Ohne jetzt zu tief in die Materie einzutauchen: beim Lichtbogenschweißen ohne Gas wäre die Schmelze direkt der Luft ausgesetzt.
Dadurch setzt aber sofort eine Oxidation ein und auch die Schlacke verändert sich in den Eigenschaften. Dieser Prozess wird verhindert, indem der Lichtbogen am Schweißpunkt vom Schutzgas umhüllt ist. Dadurch kann es zu keiner Reaktion mit der Umgebungsluft kommen. Umgangssprachlich wird diese Form des Schweißens daher auch als Schutzgasschweißen bezeichnet. Die Strom führende Elektrode brennt beim MIG-Schweißen ab.
Das WIG-Schweißen von Aluminium
Beim WIG-Schweißen handelt es sich ebenfalls um ein inertes Schutzgas, das eingesetzt wird. Wolfram spielt hier eine Rolle. Im Allgemeinen ist einer der deutlichsten Unterschiede beim WIG-Schweißen gegenüber dem MIG-Schweißen, dass der Strombedarf geringer ist. Dadurch können auch dünne Bleche deutlich besser geschweißt werden. Das heißt, Durchbrennungen der Bleche sind hier deutlich weniger oft der Fall.
Denn gerade beim MIG-Schweißen von sehr dünnen Blechen wird es auch für Profis anstrengend, möglichst ohne Durchbrennen des Blechs zu schweißen. Daher wird das WIG-Schweißverfahren häufig an Karosserien eingesetzt. Die stumpfe Elektrode brennt beim WIG-Schweißen nicht ab, der Schweißzusatzstoff wird hier zusätzlich manuell oder automatisch (je nach Schweißgerät) zugeführt.
Das CMT-Schweißen von Aluminium
Dabei handelt es sich um ein Schweißverfahren, das bei Heimwerkern eher selten zu finden ist. Der Schweißdraht läuft rückwärts, bis es zum Abtropfen kommt, dann wieder vorwärts in Schubrichtung. Gleichzeitig wird der Schweißstrom in diesem Zyklus immer wieder abgesenkt. Da es bei Heimwerkern eher nicht zum Einsatz kommt, wollen wir auch nicht näher darauf eingehen.
Das Elektrodenschweißen von Aluminium
Das Elektrodenschweißen ist die wohl einfachste Form des elektrischen Schweißens. Bei den Geräten wird zwischen den unterschiedlichsten Ausführungen vom Inverterschweißgerät bis zum Gleichstromschweißgerät unterschieden. Die Elektrode brennt hier ab und ist auch Strom führend. Gegenüber den erwähnten Schutzgasschweißverfahren funktioniert das Elektrodenschweißen ohne Gas aus der Düse und damit ohne Gasflasche.
Da aber das Schweißen an der Luft Nachteile hat, wird dieses Problem beim Elektrodenschweißen anders gelöst. Hier sind die entsprechenden Schweißzusatzstoffe und Flussmittel in der Elektrode. Entweder handelt es sich um ummantelte oder gefüllte Elektroden. Überhaupt muss bei sämtlichen Schweißverfahren zu Aluminium wie auch beim Schweißen anderer Metalle auf die Zusammensetzung der Elektroden geachtet werden.
Die Elektroden zum Schweißen von Aluminium
Entsprechend der Aluminiumlegierung, die geschweißt werden soll, wird auch die entsprechende Legierung bei der Elektrode ausgewählt. Bei Elektroden zum Aluschweißen ist auf die richtige Zusammensetzung mit Legierungen (Silikate, Magnesium, Kupfer usw.) zu achten.
Die Oxidschicht
Wenn es sich zudem um ein Schweißen handelt, bei dem kein entsprechendes Flussmittel enthalten ist, welches die Oxidschicht löst, müssen Sie hier auf andere Möglichkeiten zurückgreifen. Sie können das Aluminium schleifen, jedoch bildet sich die Oxidationsschicht sofort wieder. Daneben gibt es aber auch Elektrolyt-Lösungen zum Signieren von Aluminium, um die Oxidschicht zu entfernen.
Der deutlich höhere Schmelzpunkt der Oxidschicht
Die Oxidschicht muss entfernt werden, da der Schmelzpunkt von der Aluminiumlegierung zwischen 580 und 680 Grad liegen wird, der Schmelzpunkt der Oxidschicht jedoch bei rund 2.050 Grad. Das heißt, Sie können herkömmlich die Oxidschicht nicht aufschmelzen. Dadurch wird das einwandfreie Verbinden der Materialien unterbunden und das Gefüge ist minderwertig. Die Oxidschicht muss also zwingend entfernt werden. Das gilt übrigens genauso beim Löten von Aluminium.