Aluminium schweißen

Beim Punkt- oder Widerstandsschweißen wird über Kupferelektroden auf einer relativ kleinen Fläche hoher mechanischer Druck ausgeübt und eine große Energiemenge in Form von elektrischem Strom zugeführt. Die lokale Aufschmelzung der Bleche zwischen den Elektroden führt zu einer festen Verbindung der Bauteile.

Die Applikationssoftware KUKA.Robospin optimiert das Punktschweißen von Aluminiumverbindungen. Das Besondere hierbei ist, dass der Roboter während des Schweißens eine Rotationsbewegung um den Schweißpunkt ausführt und so den Übergangswiderstand verringert und ein Anlegieren der Elektrodenkappen deutlich verringert.

Vorteile

• Bessere Schweißqualität

• Längere Elektrodenkappen

• Zeitersparnis durch selteneres Fräsen bzw. Wechseln von Elektrodenkappen

Das Schutzgasschweißen ist ein Lichtbogenschweißverfahren, bei dem zwischen einer Elektrode und dem Bauteil ein elektrischer Lichtbogen gezündet wird, der das Werkstück und ggf. einen Zusatzwerkstoff aufschmilzt. Beim Aluminium-Schutzgasschweißen umströmt ein inertes Gas die Elektrode und das Schmelzbad, um eine unerwünschte chemische Reaktion des geschmolzenen Materials zu verhindern. Durch die Beeinflussung des Lichtbogens über die geeignete Wahl der elektrischen Parameter und die Auswahl des Schutzgases können Nahtausbildung, Schmelzbadtemperatur und Schweißgeschwindigkeit gezielt beeinflusst werden.

MIG Schweißen (Metall-Inertgas-Schweißen): Beim MIG Schweißen wird ein abschmelzender Aluminium-Schweißdraht als Elektrode verwendet. Durch diesen Zusatzwerkstoff können ggf. Spalten überbrückt oder die Festigkeit der Verbindung erhöht werden. Durch die Wahl der Aluminiumlegierung des Zusatzdrahtes kann bei dem MIG Schweißverfahren zudem die Eigenschaft der Verbindung beeinflusst werden. Für das Schweißen von Aluminium-Legierungen kann Argon oder Helium verwendet werden: rein oder gemischt.

WIG Schweißen (Wolfram-Internetgas-Schweißen): Beim WIG Schweißen wird ein brennender Lichtbogen zwischen das Bauteil und einer nicht schmelzenden Wolfram-Elektrode gebracht.

Plasmaschweißen: Das Plasmaschweißen ist eine Variante des WIG Schweißens, wobei hier der Lichtbogen durch eine wassergekühlte Düse eingeschnürt und ein zusätzliches Plasmagas zugeführt wird. Dadurch entsteht ein fokussierter Lichtbogen mit höherer Energiedichte. 

Vorzüge des Verfahrens

• Hohe Schweißgeschwindigkeit

• Erstklassige Schweißnaht

• Hohe Abschmelzleistung und Einschweißtiefe

• Einfache Handhabung 

Anwendung 

• Breites Spektrum an Werkstoffen und Materialstärken

Beim Laserschweißen erhitzt ein Laser den Werkstoff auf Schmelztemperatur. Die Strahlung wird mit Hilfe von Optiken fokussiert. Aus der geringen Schmelze und der hohen Wärmeleitfähigkeit von Aluminium resultiert eine hohe Abkühlgeschwindigkeit, die häufig zu Heißrissen führt. Daher wird bei empfindlichen Aluminium-Legierungen öfters mit entsprechend legiertem Zusatzdraht gearbeitet.

Vorzüge des Verfahrens

• Hohe Schweißgeschwindigkeit

• Große Einschweißtiefe

• Niedrige Streckenenergie und damit geringer Wärmeverzug

• Auch Materialkombinationen z.B. mit Kupfer möglich

Anwendung

• Dünne Bleche

• Anspruchsvolle Bauteile, bei denen ein geringer Wärmeeintrag erforderlich ist

Beim Laserhybridschweißen wird das Laserschweißverfahren mit einem Schutzgasschweißverfahren, meist MIG, kombiniert. Da aufgrund der beschriebenen Heißrissgefahr beim Laserschweißen meist ein Zusatzdraht verwendet wird, liegt es nahe, den Zusatzdraht über einen Schweißlichtbogen bereits flüssig zuzuführen.

Vorteile

• Hohe Schweißgeschwindigkeit

• Große Einschweißtiefe

• Niedrige Streckenenergie und damit geringer Wärmeverzug

• Auch Materialkombinationen z.B. mit Kupfer möglich 
  

  
  

Anwendung

• Heißrissempfindliche Legierungen 

• Toleranzbehaftete Bauteile

• Dicke Bleche

Reibschweißen ist ein Fügeverfahren, bei dem vollflächige Kontaktverbindungen entstehen. Die Reibung wird durch die Rotation eines Werkstücks unter Druck auf ein anderes erzeugt, wodurch Wärme zwischen den beiden Oberflächen entsteht und das Material plastifiziert wird. Es werden keine Zusatzwerkstoffe, zusätzlichen Flussmittel oder Schutzgase für das Bearbeiten benötigt.

Vorzüge des Verfahrens

• Sehr gute Verbindungsqualität

• Vollständig homogene Verbindung über die gesamte Verbindungsfläche

• Verbinden unterschiedlicher Metalle

• Materialien schmelzen nicht

• Erhöhte Geschwindigkeit und Integrität der Verbindungen

Anwendung

• Material mit niedriger Schmelztemperatur 

• Rotationssymmetrische Bauteile

Beim Rührreibschweißen (Friction Stir Welding) wird ein rotierender Stift zwischen den Berührungsflächen der Werkstücke entlang geführt. Durch die Reibungswärme plastifiziert das Material und wird miteinander verschweißt.

Vorzüge des Verfahrens

• Erstklassige Schweißqualität

• Keine Schweißfehler wie Poren oder Risse

• Fügen unterschiedlicher Metalle und Legierungen möglich

• Vergleichsweise geringer Wärmeeintrag

• Große Nahtfestigkeit bei minimalem Schweißverzug

Anwendung 

• Schweißen von Nichteisenmetallen mit niedriger Schmelztemperatur

• Schweißen von Mischverbindungen