Schweißen & Löten

Eine Verbindung.
Das passende Verfahren.

Vergleiche Fügeverfahren, rechne den Energieeintrag nach und untersuche typische Unregelmäßigkeiten an einer Naht.

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Grundlagen zu allen unlösbaren Verbindungen – Verfahren, Nahtarten und Schweißsymbole, Fehler, Löten, Kleben, Nieten: Fügen · Unlösbare Verbindungen verstehen → · Sicherheit beim Schweißen und Löten →

Vermute zuerst: Wie verändert sich die Energie je Millimeter, wenn du bei gleichem Strom und gleicher Spannung langsamer schweißt?

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Schmelzen oder benetzen?

Schmelzschweißen: Die Grundwerkstoffe schmelzen an der Fügestelle auf. Beim Erstarren entsteht die Verbindung, häufig mit Zusatzwerkstoff. Daneben gibt es auch Schweißverfahren ohne Aufschmelzen, etwa bestimmte Pressschweißverfahren.

Löten: Ein Lot schmilzt und benetzt geeignete, vorbereitete Oberflächen; die Grundwerkstoffe bleiben fest. Die Liquidustemperatur des Lots liegt beim Weichlöten unter 450 °C, beim Hartlöten ab 450 °C. Diese Grenze beschreibt das Lot, nicht pauschal die Temperatur des ganzen Werkstücks.

Bei passenden Lötspalten kann Kapillarwirkung das flüssige Lot in den Spalt ziehen. Saubere Oberflächen, geeigneter Spalt, Temperatur und je nach Verfahren Flussmittel oder Schutzatmosphäre sind entscheidend. „Viel Lot außen“ beweist keine gute Verbindung im Inneren.

Warum welches Verfahren?

  • MAG: Abschmelzende Drahtelektrode unter aktivem Schutzgas; verbreitet für Stähle. Gute Produktivität, aber Schutzgas und Einstellungen müssen zum Werkstoff passen.
  • MIG: Abschmelzender Draht unter inertem Gas; häufig bei Aluminium und anderen geeigneten Nichteisenmetallen.
  • WIG: Nichtabschmelzende Wolframelektrode, Zusatz bei Bedarf getrennt. Gut kontrollierbarer Prozess für anspruchsvolle oder dünne Verbindungen; saubere Vorbereitung ist wichtig.
  • E-Hand: Umhüllte Stabelektrode liefert Zusatz und Schutzwirkung. Flexibel einsetzbar; Schlacke muss passend entfernt werden.
  • Weichlöten: Beispielsweise elektrische Verbindungen auf Leiterplatten. Mechanische, thermische und elektrische Anforderungen bleiben zu prüfen.
  • Hartlöten: Beispielsweise geeignete Rohr- oder Hartmetallverbindungen. Werkstoffe, Lot, Spalt und Temperatur müssen zusammenpassen.

Die Auswahl folgt Werkstoff, Dicke, Zugänglichkeit, Stückzahl, Belastung und geforderter Qualität. Ein Verfahren ist nicht für jeden Auftrag automatisch „am stärksten“.

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Was Geschwindigkeit mit Wärme zu tun hat

Für einen gleichförmigen Lichtbogenprozess mit konstanten Werten gilt: Lichtbogenenergie je Länge = U · I · 60 / (1 000 · v). Bei Volt, Ampere und mm/min ergibt sich kJ/mm. Die eingebrachte Wärme wird im vereinfachten Modell mit einem vorgegebenen Wirkungsgrad abgeschätzt. Richtwerte: E-Hand und MAG/MIG etwa 0,8, WIG etwa 0,6.

Beispiel: 24 V, 180 A und 300 mm/min ergeben 0,864 kJ/mm Lichtbogenenergie. Mit η = 0,8 sind es etwa 0,691 kJ/mm Wärmeeintrag. Halbierte Geschwindigkeit verdoppelt diese Werte.

Die Wärmeeinflusszone schmilzt nicht auf, kann aber ihr Gefüge und ihre Eigenschaften verändern. Ihre Breite, Verzug, Härte und zulässige Prozesswerte lassen sich aus dieser einen Rechnung nicht zuverlässig bestimmen. Gepulste Prozesse benötigen eine passende zeitliche Leistungsbewertung.

Befund ist noch keine Ursache

Poren: Eingeschlossene Gase; mögliche Ansätze sind Sauberkeit, Feuchtigkeit und Schutzwirkung. Bindefehler: Bereiche sind nicht ausreichend aufgeschmolzen oder verbunden; Vorbereitung, Zugänglichkeit und Prozessführung prüfen. Beim Löten heißt der entsprechende gezeigte Befund fehlende Benetzung. Risse: Werkstoff, Spannungen und Wärmeführung müssen fachkundig beurteilt werden.

Die Zeichnung zeigt ausgewählte Befunde schematisch. Ein ruhiges Oberflächenbild beweist keine fehlerfreie innere Verbindung. Prüfverfahren und Bewertung richten sich nach dem konkreten Bauteil und seinen Anforderungen.

Das Lernmodell ist keine Schweißanweisung. Praktische Arbeiten benötigen Unterweisung, geeignete Schutzmaßnahmen gegen Strahlung, Hitze und Rauch sowie einen dafür eingerichteten Arbeitsplatz.

Sechs Aufgaben: Verstehen, Anwenden und Übertragen. Die Runde und die Modellwerte bleiben nur auf dieser geöffneten Seite.