Schweißverfahren: In der Industrie eingesetzte Verfahren und ihre Unterschiede

Schweißen ist das dauerhafte Verbinden von zwei oder mehr Metallteilen durch Wärme, Druck oder beides zusammen. In der Industrie kommen Dutzende Schweißverfahren zum Einsatz; jedes hat seine Stärken je nach Werkstoff, Dicke, Fertigungsgeschwindigkeit und Qualitätsanforderung. Die Wahl des richtigen Verfahrens bestimmt unmittelbar sowohl die Kosten als auch die Lebensdauer des geschweißten Bauteils.

Schweißverfahren sind international in der Norm EN ISO 4063 mit Kennzahlen definiert. So steht beispielsweise 111 für das Lichtbogenhandschweißen mit umhüllter Stabelektrode, 135 für das MAG- und 141 für das WIG-Schweißen. Diese Kennzahlen werden auch in WPS und Schweißerprüfungsbescheinigungen verwendet.

Schweißverfahren: Die Hauptgruppen

Schweißverfahren lassen sich grundsätzlich in zwei Hauptgruppen einteilen:

• Schmelzschweißen: Die Fügezone wird aufgeschmolzen, bei Bedarf wird Zusatzwerkstoff hinzugefügt. Lichtbogen-, Gas- und Strahlschweißen gehören zu dieser Gruppe.
• Pressschweißen: Die Teile werden unter Druck, meist unter Erwärmung, verbunden. Widerstands- (Punkt-), Reib- und Rührreibschweißen gehören zu dieser Gruppe.

1. Lichtbogenhandschweißen (E-Hand / MMA, 111)

Umgangssprachlich als „Elektrodenschweißen“ oder „E-Schweißen“ bekannt. Zwischen einer umhüllten Stabelektrode und dem Werkstück wird ein Lichtbogen erzeugt; beim Abschmelzen bildet die Umhüllung Schutzgas und Schlacke. Die Ausrüstung ist einfach und tragbar, das Verfahren funktioniert auch im Freien und bei Wind. Die Abschmelzleistung ist jedoch gering, und nach jeder Elektrode muss die Schlacke entfernt werden. Verbreitet ist es bei der Montage auf der Baustelle, bei Wartung und Reparatur sowie im Rohrleitungsbau.

2. Schutzgasschweißen (MIG/MAG, 131/135)

Gearbeitet wird mit einer kontinuierlich zugeführten Drahtelektrode und Schutzgas. Dank hoher Fertigungsgeschwindigkeit, einfacher Automatisierung und breitem Werkstoffspektrum ist es das am weitesten verbreitete Verfahren in der industriellen Fertigung. Mit aktivem Gas (Ar/CO₂) spricht man von MAG, mit inertem Gas (Argon) von MIG. Details finden Sie in unserem Leitfaden zum MIG/MAG-Schweißen.

3. Fülldrahtschweißen (FCAW, 136/138)

Ähnlich wie MIG/MAG, jedoch enthält der Draht eine Pulverfüllung. Es bietet eine hohe Abschmelzleistung und gute Eignung für Zwangslagen; bevorzugt wird es bei dickwandigem Stahlbau und im Schwermaschinenbau. Siehe Fülldrahtschweißen.

4. WIG-Schweißen (TIG, 141)

Gearbeitet wird mit einer nicht abschmelzenden Wolframelektrode und Argon als Schutzgas. Es liefert die saubersten und präzisesten Nähte; bevorzugt wird es bei Edelstahl, Aluminium und dünnen Blechen. Die Schweißgeschwindigkeit ist gering, das Können des Schweißers muss hoch sein. Details: Was ist WIG-Schweißen?

5. Unterpulverschweißen (UP / SAW, 121)

Der Lichtbogen brennt unter einer Schicht aus körnigem Schweißpulver und ist von außen nicht sichtbar. Das Verfahren ermöglicht eine sehr hohe Abschmelzleistung und tiefen Einbrand; ideal für lange, gerade Nähte bei dicken Blechen, Druckbehältern, Trägern und in der Rohrfertigung. Siehe Unterpulverschweißen.

6. Gasschmelzschweißen (Autogenschweißen, 311)

Geschweißt wird mit einer Flamme aus der Verbrennung von Sauerstoff und Acetylen. In der industriellen Fertigung wurde es heute weitgehend von Lichtbogenverfahren abgelöst; für Reparaturen, dünne Bleche und Hartlötarbeiten wird es aber weiterhin genutzt.

7. Laser- und Elektronenstrahlschweißen (52, 51)

Mit einem gebündelten Energiestrahl entstehen sehr schmale und tiefe Nähte. Da die Wärmeeinbringung gering ist, entsteht wenig Verzug. Eingesetzt wird es in der Automobilindustrie, der Elektronik und bei der Fertigung von Präzisionsteilen; die Investition in die Anlagen ist hoch.

8. Widerstandspunktschweißen (21)

Zwei Bleche werden zwischen Elektroden zusammengepresst und durch einen hohen Stromfluss punktförmig verbunden. Ein Zusatzwerkstoff ist nicht erforderlich. Im Karosseriebau und in der Serienfertigung von Blechteilen, etwa bei Haushaltsgeräten, ist es Standard.

9. Reib- und Rührreibschweißen (42, 43)

Die Wärme entsteht durch Reibung der Teile aneinander; der Werkstoff verbindet sich, ohne zu schmelzen. Rührreibschweißen (FSW) ermöglicht besonders bei Aluminiumpaneelen, im Schienenfahrzeugbau und in der Luftfahrt hochwertige Verbindungen.

Vergleichstabelle der Schweißverfahren

Verfahren	Geschwindigkeit	Nahtqualität	Typischer Einsatz
E-Hand (111)	Gering	Mittel–gut	Baustelle, Wartung, Rohrleitungen
MIG/MAG (131/135)	Hoch	Gut	Allgemeine Fertigung, Rahmen, Stahlbau
Fülldraht (136/138)	Sehr hoch	Gut	Dicke Querschnitte, Schwermaschinenbau
WIG (141)	Gering	Sehr gut	Edelstahl, Aluminium, Wurzellage
Unterpulver (121)	Sehr hoch	Sehr gut	Dicke Bleche, Druckbehälter
Laser (52)	Hoch	Sehr gut	Präzisions- und Serienteile
Punkt (21)	Sehr hoch	Gut	Blechkarosserien, Serienfertigung

Wie wählt man das richtige Schweißverfahren?

1. Werkstoff: Kohlenstoffstahl, Edelstahl, Aluminium oder hochfester Stahl erfordern unterschiedliche Verfahren.
2. Dicke: Bei dünnen Blechen sind WIG oder Impuls-MIG im Vorteil, bei dicken Querschnitten MAG, Fülldraht oder Unterpulver.
3. Schweißposition: Für Überkopf- und Steigpositionen sind manche Verfahren besser geeignet. Siehe Schweißpositionen.
4. Stückzahl und Wiederholung: In der Serienfertigung senken Roboter-MAG- oder Punktschweißen die Kosten.
5. Qualitätsanforderung: EN 1090 EXC-Klasse, Bewertungsgruppe nach EN ISO 5817 und ZfP-Prüfumfang beeinflussen die Verfahrenswahl.

Häufig gestellte Fragen