Schmelzschweißen

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Das Lichtbogenschweißen ist eine der vielen Arten des Schmelzschweißens. Beim Lichtbogenschweißen werden zwei Metallteile unter Verwendung eines Zusatzwerkstoffs miteinander verbunden. Dabei wird ein Stromkreis geschlossen, um einen Lichtbogen zu erzeugen. Dieser Lichtbogen hat in seinem Zentrum eine Temperatur von 3593 °C (6500 °F). Dieser Lichtbogen wird an der Spitze des Schweißzusatzes erzeugt. Während der Lichtbogen das Metall schmilzt, wird er entweder von einer Person oder einer Maschine entlang des Spalts zwischen den Metallen bewegt, wodurch eine Verbindung entsteht. Diese Methode ist sehr verbreitet, da sie in der Regel mit einem handgeführten Gerät durchgeführt wird. Lichtbogenschweißgeräte sind tragbar und können auf Baustellen und in schwer zugänglichen Bereichen eingesetzt werden. Es ist auch die häufigste Methode des Unterwasserschweißens. Elektrische Lichtbögen bilden sich zwischen Punkten, die durch ein Gas getrennt sind. Beim Unterwasserschweißen wird eine Gasblase um den zu schweißenden Bereich geblasen, so dass sich ein Lichtbogen bilden kann. Unterwasserschweißen hat viele Anwendungen. Mit Unterwasserschweißen werden Schiffsrümpfe repariert und Ölplattformen gewartet.

Widerstandsschweißen wird mit zwei Elektroden durchgeführt. Jede kommt mit einem der zu verschweißenden Teile in Kontakt. Die beiden Metallteile werden dann zwischen den Elektroden zusammengepresst und von einem elektrischen Strom durchflossen. Die Metallteile beginnen sich an der Kontaktstelle zu erhitzen. Der Strom wird so lange durch das Metall geleitet, bis es so heiß ist, dass die beiden Teile schmelzen und sich verbinden. Wenn das Metall abkühlt, wird die Verbindung verfestigt. Dieser Prozess erfordert große Mengen an Strom. In den meisten Fällen werden Transformatoren benötigt, um genügend Ampere bereitzustellen. Das Widerstandsschweißen ist eine sehr verbreitete Form des Schmelzschweißens. Es wird bei der Herstellung von Automobilen und Baumaschinen verwendet.

LaserstrahlBearbeiten

Das Leitungsschweißen, auch als Laserstrahlschweißen oder Strahlenschweißen bekannt, ist eine hochpräzise Form des Schmelzschweißens. „Laser“ ist ein Akronym für Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation (Lichtverstärkung durch stimulierte Strahlungsemission). Der Laser sendet Licht in Stößen aus, die als Pumpen bezeichnet werden. Diese Lichtstöße werden auf die Naht der zu verbindenden Metalle gerichtet. Der Laser wird beim Ausstoßen entlang der Naht geführt. Diese intensiven Lichtblitze schmelzen das Metall. Die beiden Metalle vermischen sich nach dem Schmelzen miteinander. Nach dem Abkühlen bildet die entstandene Naht eine feste Verbindung. Laser sind effizient, weil sie so konfiguriert werden können, dass sie mehrere Schweißnähte auf einmal ausführen können. Der Laserstrahl kann geteilt und an mehrere Stellen gesendet werden, was die Kosten und die benötigte Energiemenge erheblich reduziert. Laserstrahlschweißen wird in der Automobilindustrie eingesetzt.

InduktionBearbeiten

Induktionsschweißen ist eine Form des Widerstandsschweißens. Allerdings gibt es keine Berührungspunkte zwischen dem zu schweißenden Metall und der Stromquelle oder dem Schweißer. Beim Induktionsschweißen wird eine Spule um einen Zylinder gewickelt. Diese Spule erzeugt ein Magnetfeld auf der Oberfläche des Metalls im Inneren. Dieses Magnetfeld fließt in die entgegengesetzte Richtung des Magnetfeldes auf der Innenseite des Zylinders. Diese Magnetströme behindern sich gegenseitig. Dadurch wird das Metall erhitzt und die Kanten schmelzen zusammen.

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Flammkontakt ist eine sehr verbreitete Form des Schweißens. Die beliebteste Art des Flammkontaktschweißens ist das Autogenschweißen. Beim Flammkontaktschweißen wird eine Flamme auf die Oberfläche der zu schweißenden Metalle gerichtet, um diese zu schmelzen und dann miteinander zu verbinden. Beim Autogenschweißen wird Sauerstoff als primäre Zündquelle in Verbindung mit einem anderen Gas wie Acetylen verwendet, um eine Flamme mit einer Temperatur von 2500 °C an der Spitze und 2800-3500 °C an der Spitze des Innenkegels zu erzeugen. Andere Gase wie Propan und Methanol können für das Autogenschweißen verwendet werden. Acetylen ist das am häufigsten verwendete Gas beim Autogenschweißen.

FeststoffschweißenBearbeiten

Beim Feststoffschweißen werden Reaktionen zwischen Elementen und Verbindungen genutzt. Bestimmte Verbindungen erzeugen beim Mischen eine exotherme chemische Reaktion, d. h. sie geben Wärme ab. Eine sehr häufige Reaktion ist Thermit, eine Kombination aus einem Metalloxid (Rost) und Aluminium. Diese Reaktion erzeugt Wärme von über 4000 °F. Feste Reaktionspartner werden zu den beiden zu verbindenden Metallteilen geleitet. Dort wird ein Katalysator verwendet, um die Reaktion in Gang zu setzen. Dieser Katalysator kann eine Chemikalie oder eine andere Wärmequelle sein. Die entstehende Hitze schmilzt die zu verbindenden Metalle. Sobald sie abkühlen, entsteht eine Verbindung. Vom Zusammenschweißen von Eisenbahnschienen bis hin zum Eindringen in Banktresore hat das Schweißen mit festen Reaktanten viele Nischenanwendungen.