mini|Verbinden zweier Rohre durch Autogenschweißen mit Zusatzdraht, 1942 mini|Elektroschweißen (präzise: Lichtbogenhandschweißen) zur Herstellung einer Stahlstruktur

Das Schweißen ist eine Gruppe von Fügeverfahren zum dauerhaften Fügen (Verbinden) von zwei oder mehr Werkstücken. Das Schweißen gilt als wichtigste Gruppe der Fügeverfahren. Nach DIN 8580 Hauptgruppe 4 Teil 6 wird es als Fügen durch Schweißen definiert. Die meisten Schweißverfahren eignen sich auch zum Beschichten, was in der Praxis und Fachliteratur als Auftragschweißen bezeichnet wird – definiert in der DIN 8580 Hauptgruppe 5 Teil 6 als Beschichten durch Schweißen.

Allgemeines Unter Schweißen versteht man gemäß EN 14610DIN EN 14610:2005-02 Schweißen und verwandte Prozesse – Begriffe für Metallschweißprozesse. (inzwischen zurückgezogen) und DIN 1910-100DIN 1910-100:2008-02: Schweißen und verwandte Prozesse – Begriffe – Teil 100: Metallschweißprozesse mit Ergänzungen zu DIN EN 14610:2005. . Die Zusatzwerkstoffe werden üblicherweise in Form von Stäben oder Drähten zugeführt, abgeschmolzen und erstarren in der Fuge zwischen den Fügepartnern, um so die Verbindung zu erzeugen. Sie entsprechen somit dem Lot beim Löten oder dem Klebstoff beim Kleben. Die nötige Schweißwärme wird von außen zugeführt oder entsteht beim Reibschweißen durch Reibung an der Fuge im Material selbst. Schweißhilfsstoffe, wie Schutzgase, Schweißpulver, Flussmittel, Vakuum (beim Elektronenstrahlschweißen) oder Pasten, können das Schweißen erleichtern oder auch erst möglich machen. Schweißen kann durch Wärmezufuhr bis zum Schmelzen des Werkstoffs oder durch Wärmezufuhr und zusätzliche Krafteinwirkung (Druck) auf das Werkstück erfolgen.

Das Schweißen zählt zu den stoffschlüssigen Verbindungsmethoden zusammen mit dem Löten und Kleben. Beim Schweißen werden Verbindungen mit hoher Festigkeit erzeugt; beim Schmelzschweißen durch das lokale Schmelzen der zu verbindenden Bauteile. Beim verwandten Löten wird dagegen nur das Lot flüssig, während die Bauteile zwar erwärmt, aber nicht geschmolzen werden. Lötverbindungen weisen daher eine geringere Festigkeit auf, eignen sich aber auch für Verbindungen von Werkstoffen mit stark unterschiedlichem Schmelzpunkt. Solche Werkstoffpaarungen können jedoch auch mit dem Pressschweißen hergestellt werden.

Die (zwischenzeitlich zurückgezogene) DIN EN 14610:2005:02 definierte das Metallschweißen als einen „Vorgang, der Metall(e) unter Aufwand von Wärme und/oder Druck derart verbindet, dass sich ein kontinuierlicher innerer Aufbau des verbundenen Metalles bzw. der verbundenen Metalle ergibt.“ Das heißt, die verschweißten Bauteile werden durch die gleichen molekularen und atomaren Kräfte zusammengehalten, die auch den Werkstoff der Einzelteile zusammenhalten. Schweißverbindungen sind in der Regel dadurch gekennzeichnet, dass sie artgleich erfolgen, d. h. die Bauteile sowie eventuelle Schweißzusätze zu der gleichen Werkstoffgruppe, z. B. zu den Stählen oder den Aluminiumlegierungen gehören. Das unterscheidet sie vom ebenfalls in die Gruppe der stoffschlüssigen Fügeverfahren einzuordnenden Löten und Kleben, bei dem der Verbund durch Zusatzwerkstoffe entsteht, die einer anderen Werkstoffgruppe als die Bauteile zuzuordnen sind.

Es stehen heute eine Vielzahl von Schweißverfahren zur Verfügung, die sich in der Art der verwendeten Wärmequelle und/oder dem Prozessablauf unterscheiden und in der Folge unterschiedliche Eigenschaften aufweisen, die eine weitgehende Anpassung an die Fügeaufgabe ermöglichen.

Geschichte des Schweißens

Gliederung der Schweißverfahren mini|Einteilung der Metall­schweiß­verfahren nach DIN 1910-100 mit Ordnungs­nummern nach DIN EN ISO 4063 Die Einteilung der Schweißverfahren kann vorgenommen werden nach

Art der auf das Werkstück einwirkenden Energie: thermische Energie, etwa beim Schmelzschweißen thermische Energie mit gleichzeitigem oder anschließendem Zusammenpressen der Werkstücke, etwa bei vielen Widerstandsschweißverfahren mechanische Energie, etwa beim Kaltpressschweißen mechanische Energie, die in thermische Energie umgewandelt wird, etwa beim Reibschweißen

Art des Grundwerkstoffs: Metallen Thermoplasten andere Werkstoffe und Kombinationen von Werkstoffen, wie beispielsweise Glas

Zweck des Schweißens: Verbindungsschweißen dient dem Zusammenfügen von Werkstücken Auftragschweißen dient dem Beschichten eines Werkstückes; sind Grund- und der Auftragwerkstoff unterschiedlich, wird weiter unterschieden in das Auftragschweißen von Panzerungen Plattierungen Pufferschichten

physikalischem Ablauf des Schweißens: Schmelzschweißen ist Schweißen bei örtlich begrenztem Schmelzfluss, ohne Anwendung von Kraft mit oder ohne gleichartigen Schweißzusatz (ISO 857-1). Im Gegensatz zum Löten wird dabei die Liquidustemperatur der Grundwerkstoffe überschritten. Prinzipiell können alle Materialien, die in die schmelzflüssige Phase überführbar sind, durch Schmelzschweißen verbunden werden. Bei vielen Verfahren wird zusätzliches Material etwa in Form eines Schweißdrahtes zugeführt. Pressschweißen bringt die zu verbindenden Werkstoffe durch unterschiedliche Energieformen auf die erforderliche Schweißtemperatur, worauf die Verbindung unter Einwirkung einer Kraft hergestellt wird. Das Pressschweißen kommt ohne das Zuführen von zusätzlichem Material wie Schweißdraht aus. Im Gegensatz zum Schmelzschweißen können Materialien mit unterschiedlichen Schmelzpunkten miteinander verschweißt werden. In diesem Fall können die Werkstücke durch eine große Kraft stoffschlüssig verbunden werden.

Grad der Mechanisierung: Handschweißen als rein manuelles Schweißen als teilmechanisiertes Schweißen, bei dem der Zusatzwerkstoff und die Hilfsstoffe (Schutzgase) mechanisiert zugeführt werden, aber der Brenner von Hand bewegt wird, vollmechanisches Schweißen (voll-)automatisiertes Schweißen

Schweißbarkeit eines Bauteils

Um ein Bauteil schweißen zu können, muss es schweißbar sein. Darunter versteht man, dass durch das Zusammenwirken der Eignung des Werkstoffs zum Schweißen (Schweißeignung), einer schweißgeeigneten Konstruktion (Schweißsicherheit) und einer geeigneten Fertigungsorganisation (Schweißmöglichkeit) Einzelteile zu Bauteilen mit gewünschter Qualität zusammengeschweißt werden können. Wird dies nicht beachtet, kann das zur Unbrauchbarkeit des Bauteils führen.

Schweißeignung eines Werkstoffs

Infolge der thermischen Einwirkung auf die Schweißteile während des Schweißens ändern sich deren metallurgische Eigenschaften. Je nach Materialzusammensetzung und Art des Temperaturzyklus können Gefüge entstehen, die negative Qualitätseinflüsse haben. Die Schweißeignung beschreibt, inwieweit ein Werkstoff unter jeweils bestimmten Bedingungen qualitativ befriedigend durch Schweißen verbunden werden kann.

Auswahl eines Schweißverfahrens Für das Fügen von Einzelteilen zum Werkstück stehen zahlreiche Schweißverfahren zur Verfügung. Bei der Auswahl sollten folgende Gesichtspunkte in Betracht gezogen werden: Aus verfahrenstechnologischer Sicht spielen der Werkstoff, die Bauteilgeometrie, die Zugänglichkeit zur Schweißstelle und die mögliche Schweißposition eine Rolle, ebenso die Qualitätsanforderungen an das geschweißte Produkt. Aus wirtschaftlicher Sicht sind die Stückzahl der herzustellenden Werkstücke, die Kosten für die erforderlichen Schweißeinrichtungen und diejenigen für die Durchführung der Fertigungsarbeiten bei der Verfahrenswahl zu berücksichtigen.

Einteilung der Schweißprozesse in Prozessnummern

Die Festlegung umfasst die Hauptgruppen der Prozesse (eine Ziffer), Gruppen (zwei Ziffern) und Untergruppen (drei Ziffern). Die Referenznummer besteht aus maximal drei Ziffern. +Die Referenznummern der SchweißprozesseHauptgruppennummerGruppennummerUntergruppennummer1 Lichtbogenschweißen11 Metall-Lichtbogenschweißen ohne Gasschutz111 Lichtbogenhandschweißen112 Schwerkraft-Lichtbogen-schweißen114 Metall-Lichtbogenschweißen mit Fülldrahtelektrode ohne Schutzgas12 Unterpulverschweißen121 Unterpulverschweißen mit Massivdrahtelektrode122 Unterpulverschweißen mit Massivbandelektrode124 Unterpulverschweißen mit Metallpulverzusatz125 Unterpulverschweißen mit Fülldrahtelektrode126 Unterpulverschweißen mit Füllbandelektrode13 Metall-Schutzgasschweißen131 Metall-Inertgasschweißen mit Massivdrahtelektrode132 Metall-Inertgasschweißen mit schweißpulvergefüllter Drahtelektrode133 Metall-Inertgasschweißen mit metallpulvergefüllter Drahtelektrode135 Metall-Aktivgasschweißen mit Massivdrahtelektrode136 Metall-Aktivgasschweißen mit schweißpulvergefüllter Drahtelektrode138 Metall-Aktivgasschweißen mit metallpulvergefüllter Drahtelektrode14 Wolfram-Schutzgasschweißen141 Wolfram-Inertgasschweißen mit Massivdraht- oder Massivstabzusatz; WIG-Schweißen142 Wolfram-Inertgasschweißen ohne Schweißzusatz143 Wolfram-Inertgasschweißen mit Fülldraht- oder Füllstabzusatz145 Wolfram-Schutzgasschweißen mit reduzierenden Gasanteilen im ansonsten inerten Schutzgas und Massivdraht- oder Massivstabzusatz146 Wolfram-Schutzgasschweißen mit reduzierenden Gasanteilen im ansonsten inerten Schutzgas und Fülldraht- oder Füllstabzusatz147 Wolfram-Schutzgasschweißen mit aktiven Gasanteilen im ansonsten inerten Schutzgas15 Plasmaschweißen151 Plasma-Metall-Inertgasschweißen152 Pulver-PlasmaLichtbogenschweißen153 Plasma-Stichlochschweißen154 Plasmastrahlschweißen155 Plasmastrahl-Plasmalichtbogen-Schweißen185 Lichtbogenschweißen mit magnetisch bewegtem Lichtbogen2 Widerstandsschweißen21 Widerstandspunktschweißen211 indirektes Widerstandspunktschweißen212 direktes Widerstands-punktschweißen22 Rollennahtschweißen221 Überlapp-Rollennahtschweißen222 Quetschnahtschweißen223 Rollennahtschweißen mit Kantenvorbereitung224 Rollennahtschweißen mit Drahtelektrode225 Folien-Stumpfnahtschweißen226 Folien-Überlappnahtschweißen23 Buckelschweißen231 einseitiges Buckelschweißen232 zweiseitiges Buckelschweißen24 Abbrennstumpfschweißen241 Abbrennstumpfschweißen mit Vorwärmung242 Abbrennstumpfschweißen ohne Vorwärmung25 Pressstumpfschweißen26 Widerstandsbolzenschweißen27 Widerstandspressschweißen mit Hochfrequenz29 andere Widerstands-schweißverfahren3 Gasschmelzschweißen31 Gasschweißen mit Sauerstoff-Brenngas-Flamme311 Gasschweißen mit Sauerstoff-Acetylen-Flamme312 Gasschweißen mit Sauerstoff-Propan-Flamme313 Gasschweißen mit Sauerstoff-Wasserstoff-Flamme4 Pressschweißen41 Ultraschallschweißen42 Reibschweißen421 Reibschweißen mit kontinuierlichem Antrieb422 Reibschweißen mit Schwungradantrieb423 Reibbolzenschweißen43 Rührreibschweißen44 Schweißen mit hoher mechanischer Energie441 Sprengschweißen442 Magnetpulsschweißen45 Diffusionsschweißen47 Gaspressschweißen48 Kaltpressschweißen49 Heißpressschweißen5 Strahlschweißen51 Elektronenstrahlschweißen511 Elektronenstrahlschweißen unter Vakuum512 Elektronenstrahlschweißen in Atmosphäre513 Elektronenstrahlschweißen unter Schutzgas52 Laserstrahlschweißen521 Festkörper-Laserstrahlschweißen522 Gas-Laserstrahlschweißen523 Dioden-Laserstrahlschweißen, Halbleiter-Laserschweißen7 andere Schweißverfahren71 aluminothermisches Schweißen72 Elektroschlackeschweißen721 Elektroschlackeschweißen mit Bandelektrode722 Elektroschlackeschweißen mit Drahtelektrode73 Elektrogasschweißen74 Induktionsschweißen741 induktives Stumpfschweißen742 induktives Rollennahtschweißen743 induktives Hochfrequenzschweißen75 Lichtstrahlschweißen753 Infrarotschweißen78 Bolzenschweißen783 Hubzündungs-Bolzenschweißen mit Keramikring oder Schutzgas784 Kurzzeit-Bolzenschweißen mit Hubzündung785 Kondensatorentladungs-Bolzenschweißen mit Hubzündung786 Kondensatorentladungs-Bolzenschweißen mit Spitzenzündung787 Bolzenschweißen mit Ringzündung

Schweißverbindungsqualität mini|hochkant|Ein Stahlgefäß mit Schweißnähten von erkennbar minderer Qualität an der Aufhängung des Griffs.