Das Lichtbogenschweißen ist eine Art von Schmelzschweißverfahren, bei dem ein elektrischer Lichtbogen zur Wärmezufuhr verwendet wird, um die Oberflächen der zu verbindenden Grundwerkstoffe zu verschmelzen. Um eine Vielzahl von Werkstoffen auf unterschiedliche Weise zu schweißen, gibt es mehrere Lichtbogenschweißverfahren, nämlich das Metallschutzgasschweißen, das Metallgasschweißen, das Wolframgasschweißen, das Unterpulverschweißen, das Fülldrahtschweißen, das Unterpulverschweißen, das Bolzenschweißen, das Kohlenstoffschweißen usw. Das Metallschutzgasschweißen (SMAW), auch bekannt als manuelles Metalllichtbogenschweißen (MMAW), ist ein Schmelzschweißverfahren, bei dem der Lichtbogen zwischen einer mit Flussmittel umhüllten Elektrode und den leitenden Grundplatten erzeugt wird. Bei diesem Verfahren ist die Elektrode abschmelzend, d. h. sie schmilzt Ablagerungen auf der Schweißraupe ab, um den Schweißzusatzwerkstoff zuzuführen. Diese abschmelzende Elektrode wird in Form eines kurzen Stabs geliefert und muss daher häufig ausgetauscht werden. Dies unterbricht den Prozess und beeinträchtigt die Produktivität. Zum Schutz vor Oxidation wird das Elektrodenmetall außerdem mit einem geeigneten Flussmittel ummantelt. Dieses Flussmittel zerfällt auch während des Schweißens und erzeugt das notwendige Schutzgas, um die heiße Schweißraupe vor unerwünschter Oxidation und Verunreinigung zu schützen. Das SMAW-Verfahren wird in der Regel manuell durchgeführt, daher auch der Name Manual Metal Arc Welding (MMAW). Der manuelle Betrieb macht das Verfahren vielseitig, so dass es eine Vielzahl von Anwendungen im zivilen und industriellen Bereich gibt.
Das Metall-Lichtbogenschweißen mit Gas (GMAW) ist ein weiteres Schmelzschweißverfahren, bei dem der Lichtbogen zwischen einer durchgehenden blanken Elektrode und den leitenden Grundplatten erzeugt wird. Im Gegensatz zum SMAW, bei dem eine kurze stabförmige Elektrode verwendet wird, kommt beim GMAW eine sehr lange Drahtelektrode zum Einsatz. Diese Drahtelektrode wird in einem Pool gewickelt, so dass sie über einen längeren Zeitraum kontinuierlich zugeführt werden kann. Die Elektrode ist ein Verschleißteil und schmilzt daher ab, um den erforderlichen Füllstoff im Wurzelspalt abzuscheiden. Die MSG-Elektrode ist nicht mit einem Flussmittel umhüllt, daher wird zum Schutz der heißen Schweißraupe ein separates Schutzgas zugeführt. Bei diesem Schutzgas kann es sich entweder um inerte Gase wie Argon, Helium und Stickstoff (beim Metall-Inertgas- oder MIG-Schweißen) oder um eine Mischung aus aktiven und inerten Gasen (beim Metall-Aktivgas- oder MAG-Schweißen) handeln. Das Verfahren wird in der Regel automatisch mit einem Minimum an menschlichem Eingriff durchgeführt. Aufgrund der kontinuierlichen Zuführung der Drahtelektrode bietet das MSG-Verfahren eine sehr hohe Zusatzwerkstoff-Abscheidungsrate, die das Verfahren hochproduktiv macht. Allerdings mangelt es dem Verfahren an Flexibilität. Verschiedene Gemeinsamkeiten und Unterschiede zwischen dem Schutzgasschweißen (SMAW) und dem Metall-Lichtbogenschweißen (GMAW) sind in der nachstehenden Tabelle aufgeführt.
- Sowohl das Schutzgasschweißen als auch das Metall-Lichtbogenschweißen sind Schmelzschweißverfahren, da die Oberflächen der Grundkomponenten mit Hilfe der Lichtbogenwärme verschmolzen werden, um eine Koaleszenz zu bilden. Eigentlich sind alle Lichtbogenschweißverfahren Schmelzschweißverfahren.
- Bei beiden Verfahren werden abschmelzende Elektroden verwendet. Eine abschmelzende Elektrode schmilzt durch die Hitze des Lichtbogens ab und lagert sich nach und nach auf der Schweißraupe ab. So liefert sie den notwendigen Füllstoff, um den Wurzelspalt zu füllen. Somit muss kein Füllstoff separat zugeführt werden.
- Autogenes Schweißen ist bei keinem der beiden Verfahren möglich, da der Füllstoff von Natur aus zugeführt wird. Ein autogenes Schweißen wird ohne Zusatzwerkstoff durchgeführt.
- Beide Verfahren sind nur für leitfähige Grundmetalle geeignet. In der Tat sind alle Lichtbogenschweißverfahren nur auf leitfähige Werkstoffe anwendbar, da die Grundmetalle zu einer Elektrode für die Erzeugung des Lichtbogens gemacht werden. Einige wenige Festkörperschweißverfahren (z. B. Reibschweißen, Explosionsschweißen usw.) und moderne Schweißverfahren (z. B. LBW, PAW usw.) können für elektrisch nicht leitende Werkstoffe angewendet werden.
Unterschiede zwischen SMAW und GMAW
| SMAW | GMAW |
|---|---|
| Als Elektrode für das Metallschutzgasschweißen (SMAW) wird ein kurzer Stab mit kleinem Durchmesser verwendet. Die Länge der Elektrode ist in der Regel auf 60 cm begrenzt. | Beim Gas-Metall-Lichtbogenschweißen (GMAW) wird eine verbrauchbare Elektrode mit kleinem Durchmesser, aber in Form eines Drahtes, verwendet. Dieser lange Draht wird in ein Becken gewickelt. |
| Die kurze Abschmelzelektrode muss häufig ausgewechselt werden. Daher kann das Schweißen nicht kontinuierlich über einen längeren Zeitraum durchgeführt werden. | Die sehr lange abschmelzende Elektrode muss nicht häufig gewechselt werden, so dass das Schweißen kontinuierlich über einen längeren Zeitraum durchgeführt werden kann. |
| Dieses Verfahren ist nicht sehr produktiv, da die Abschmelzleistung gering ist. | Es kann den Schweißzusatz mit einer sehr hohen Leistung abscheiden und ist daher sehr produktiv. |
| Beim SMAW-Verfahren wird eine umhüllte Elektrode verwendet. Die Flussmittelschicht ist dicker. | Beim MSW-Verfahren wird eine blanke Elektrode verwendet. Manchmal wird eine dünne Korrosionsschutzschicht auf die Elektrode aufgebracht. |
| Die Flussmittelumhüllung der Elektrode löst sich beim Schweißen auf und liefert das notwendige Schutzgas. | Das Schutzgas wird hier zusätzlich aus einer Gasflasche über eine geeignete Rohrleitung zum Schweißbrenner geleitet. |
| Das Flussmittel erzeugt außerdem eine Schlackenschicht auf der Schweißraupe. Diese Schlackenschicht schützt das heiße Schweißbad vor Oxidation, kann aber auch zu Schweißfehlern führen, wenn sie in die Schweißraupe eingebettet wird. | Da kein Flussmittel vorhanden ist, bildet sich keine Schlackenschicht auf der Schweißraupe. So Änderungen der Schlacke Einschluss Defekt ist auch null. |
| Es ist vielseitig, wie es in verschiedenen Orten in mehreren Orientierungen (Positionen) eingesetzt werden kann. | Es ist für unten-Hand oder geneigte Position nur bevorzugt. |
| Wie der Name schon sagt, ist Manual Metal Arc Welding (MMAW) meist manuell durchgeführt. Daher ist dieses Verfahren mit dem Risiko menschlicher Fehler behaftet. | GMAW kann leicht automatisiert werden und erfordert nur ein minimales Eingreifen des Bedieners. Dementsprechend eliminiert es das Risiko menschlicher Fehler. |
