SCHWEISSVERFAHREN

Unterschiedliche Prinzipien und Vorgehensweisen beim > Schweißen. Im Fahrradbau
werden aus der Fülle von über fünfzig Schweißverfahren überwiegend die folgenden
eingesetzt:

        Elektrodenschweißen
Bei hoher Stromstärke wird zwischen einer stromführenden Elektrode und den
Werkstücken ein Lichtbogen gezündet, der einerseits die Werkstücke partiell
aufschmilzt und außerdem auch die Elektrode zum Abschmelzen bringt. Damit wird
zusätzlich Werkstoff (> Schweißzusatz) in die > Schweißnaht eingebracht.

Das Verfahren eignet sich nicht für dünnwandige Teile wie z.B. hochwertige
Stahlrohre und findet daher im Fahrradbau nur bei dickwandigen Rohren (>
Einrohrrahmen) Anwendung.

        Autogen Schweißen
Der Schweißbereich wird mit einer Schweißflamme (Acethylen/Sauerstoff-Gemisch)
aufgeschmolzen und mit von Hand zugeführtem Schweißzusatz in Form von dünnen
Schweißdrähten bei Bedarf aufgefüllt.

Angewandt bei dünnwandigen Stahlteilen und -rohren, mit sehr viel Erfahrung auch
für Aluminiumteile einsetzbar. Heute ist das Autogenschweißen weitestgehend vom
Schutzgasschweißen abgelöst worden.

        Schutzgas Schweißen
Der Arbeitsbereich wird mit einem Edel- oder Mischgas "beduscht" und damit gegen
die Umgebungsluft abgeschottet, um werkstoffschädigende Sauer- und
Stickstoffeinflüsse zu verhindern.

Je nach verwendetem Gas bzw. technischen Details kommen im Fahrradbau drei
Verfahren zur Anwendung:

                WIG-Schweißen
Wolfram-Inertgas-Schweißen: Unter einem Schleier aus dem Edelgas Argon brennt
ein Lichtbogen zwischen einer Wolframnadel und dem Werkstoff, der das Material
aufschmilzt (z.B stumpf aneinander gefügte Rahmenrohre), wobei mit einem
Schweißstab noch Schweißzusatz eingebracht werden kann
Durch das sog. "Impulsschweißen" wird eine weitere Hilfestellung erreicht: Der
volle Schweißstrom besteht nur etwa eine Sekunde lang, es folgt eine Sekunde, in
welcher der Schweißstrom fast auf Null zurückgeht, um dann wieder für eine
Sekunde einzusetzen usw. Dadurch kann der Schweißer sichergehen, daß er bis zur
"Wurzel" durchschweißt, in der Pause den nächsten Schweißpunkt anvisiert, und so
Punkt um Punkt die Rohre verbindet.

Zur Anwendung kommt das WIG-Schweißen am Fahrrad bei der Fertigung von Stahl-,
Aluminium- und Titanrahmen sowie > Vorbauten aus diesen Werkstoffen. Wegen der
separaten Schweißzusatzzuführung wird das WIG-Schweißen überwiegend von Hand
ausgeführt, Roboterschweißungen sind noch relativ selten.

Da Wolfram im engl. Tungsten heißt ist auch die engl. Bez. TIG-Welding (inert
gas "Schutzgas"; welding "Schweißen").

                MIG-Schweißen
Mischgas-Schweißen: Die beiden Werkstoffe (z.B. stumpf aneinander gefügte Rohre)
werden unter einem Mischgasschleier - preisgünstige Mischung von Argon mit
Kohlensäure - verschweißt, wobei der Lichtbogen zwischen einem automatisch
nachgeführten dünnen Schweißdraht und dem Werkstück brennt: Der Schweißdraht
tropft ab und schmilzt sich so kontinuierlich in das erwärmte Rohrmaterial ein.

Da bei diesem Schweißverfahren die Hauptwärmezufuhr über den Schweißdraht
erfolgt, ist es materialschonender als das WIG-Schweißen und eignet sich
besonders für dünnwandige Bleche und Rohre.

Nachteil dieser Methode ist eine optisch wenig ansehnliche, nach außen gewölbte
Schweißnaht. Dies ist ein Grund dafür, warum die MIG-Schweißung nicht zur
Herstellung höherwertiger Rahmen herangezogen wird. Versuche mit besonderen
Impulsverfahren erbrachten inzwischen aber ansehnlichere Schweißnähte. Für die
Massenfertigung auch von Fahrradrahmen steuern heute schon Roboter den
Schweißbrenner.

                Plasma-Schweißen
Aus dem > WIG-Schweißverfahren entstandenes Verfahren, bei dem ein
Schutzgasstrom den Lichtbogen sehr stark bündelt und damit einen Plasmastrom
erzeugt (als Plasma werden in Elektronen und Ionen zerlegte Gase bezeichnet).

Mit diesem Verfahren lassen sich sehr schmale Schweißnähte und entsprechend
präzise Schweißungen ausführen, ein Grund dafür, Plasmaschweißen bereits bei der
Rahmenherstellung alternativ zum WIG-Schweißen einzusetzen.

        Laser-Schweißen
Aufschmelzen und somit Verschweißen von dünnen Blechen mittels Laserstrahl ohne
Hinzufügung von Schweißgut.

Die Energiedichte eines Laserstrahles wird mehrere Millionen Watt/cm² gebündelt,
wobei das Metall aufgeschmolzen wird. Mit entsprechend dosiertem Laserstrahl
lassen sich aufeinander oder nebeneinander liegende Teile (Bleche, Folien ect.)
miteinander verschmelzen. Der > Schmelzbereich ist 0,2 - 0,4 mm breit.

Im Fahrradbereich wird das Laserschweißen in nächster Zukunft schon zur
Anbringung von Verstärkungen auf den Rahmenrohren und zum Fixieren von >
Anlötteilen genutzt werden. Rohr-zu-Rohr-Verbindungen von > Diamantrahmen sind
wegen der komplizierten Schweißnahtführung per Laserschweißung derzeit noch
nicht möglich. Denkbar ist es allerdings, daß die einfach konzipierte Form der >
Einschwingenrahmen in Zukunft per Laserschweißung gefertigt werden könnte.

Vgl. auch > Laserschneiden.

        elektrisches Widerstands-Schweißen
Bei diesem auch als "Preß-Stumpfschweißen" bezeichneten Verfahren werden die
Bauteile unter Äußerem Druck im Kontaktbereich zusammengepreßt, mittels einem
elektrischem Kurzschlußstrom dort erwärmt und ohne Zuführung von Schweißzusatz
ineinander verschmolzen.

Im Fahrradbereich zum Anschweißen von > Ausfallenden an die plattgedrückten
Rohrenden einfacher Gebrauchsrahmen genutzt.

        Punktschweißen
Spezielles elektrisches Widerstands-Schweißen, bei dem zwei Metallbauteile
mittels zweier Kupferelektroden punktförmig zusammengepreßt und unter
Kurzschlußstrom gesetzt werden. Es erfolgt ein linsenförmiges
Ineinanderschmelzen der Bauteile an dieser Stelle. Je nach Erfordernis und
Bauteilgröße erfolgt die Kontaktierung dann mittels mehrerer
nebeneinanderliegender Schweißpunkte. Anwendung: Anbringung von > Stegplatten
und > "Anlötteilen" am Rahmen.

        Unterpulver-Schweißen
Der Kontaktbereich wird zu einer Schweißfuge ausgekehlt, die dann mit
Schweißpulver abgedeckt wird (schützt die Schweißzone vor Luftsauerstoff und
Luftstickstoff). Eine blanke Schweißelektrode wird dann eingeführt und "unter
Pulver" abgeschmolzen.

Anwendung: > Rohrherstellung.

        Hochfrequenz-Schweißen
Ein von einem Induktor erzeugter hochfrequenter Strom schmilzt die Kanten der zu
verbindenden meist dünnwandigen Bauteile auf, die dann unter Druck ohne
Zuführung von Schweißzusatz zusammengepreßt werden. Anwendung:

Rohrherstellung/Kunststoffschweißung).

        Kunststoff-Schweißen
Verschweißen von thermoplasischen Kunststoffen (> Thermoplaste), wobei die
Erwärmung durch ein Heizgas, einen hochfrequenten elektrischen Strom, durch
erwärmte Metallteile oder Ultraschall erfolgt. Wie z.T. beim Metallschweißen
kann zusätzlicher Materialeinsatz in Form von Schweißzusatz erfolgen.

Copyright und redaktionelle Inhalte:
Dipl.Ing.FH Christian Smolik 18.05.2000
technische Umsetzung:
Dipl.Ing.FH Jörg Bucher zuletzt am 18.05.2000