Wie funktioniert eigentlich ein Elektroschweißgerät?
Ein Elektroschweißgerät sorgt mit Schweißelektroden über Kurzschlüsse und einen Lichtbogen für die feste Verbindung zwischen Metallteilen.
Wer erstmals mit einer Schweißmaschine oder einem Elektroschweißgerät zu tun hat, dem erscheinen diese Geräte zumeist kompliziert. Überdies flößen Schweißgeräte im Allgemeinen reichlich Respekt ein, denn schließlich bringen sie Metalle zum Schmelzen. Eigentlich sind Schweißmaschinen, egal für welche Schweißtechnik, aber leicht zu verstehen und mit etwas Übung obendrein gut beherrschbar. Wie ein elektrisches Schweißgerät funktioniert und welche Methoden zum elektrischen Schweißen zur Auswahl stehen, erkläre ich dir im nachfolgenden Artikel. Außerdem findest du auf dieser Webseite noch weitere Ratgeber, welche dir das Schweißen von Kupfer und das Schweißen von Alu ausführlich erklären.
Die Grundlagen der Schweißmaschine: Funktionsweise beim Elektroschweißgerät
Um zu verstehen, wie ein Elektroschweißgerät vom Aufbau her aussieht, ist es wichtig, die Grundlagen zum Schweißen überhaupt zu kennen. Die beiden meistgebräuchlichen Techniken beim Schweißen sind das elektrisch betriebene Lichtbogenschweißen und das Schweißen mit einem Brenner, befeuert durch Gase. Die meisten dieser Schweißverfahren sind auch von Heimwerker gut umsatzbar. Erfahre hier, welche Schweißgeräte sich für Hobbyheimwerker gut eigenen.
Lichtbogenschweißen
Bei dieser Schweißtechnik wird ein Lichtbogen erzeugt, um die zu verbindenden Metallteile und das Füllmaterial zu schmelzen. Dazu wird eine Schweißelektrode genutzt, manchmal auch Schweißstab genannt, durch welchen das Zusammenschweißen erst möglich wird. Das Lichtbogenschweißen sieht für Außenstehende spektakulär aus und es ist ein komplexer Prozess. Um mit einem Lichtbogen schweißen zu können, musst du einen Erdungsdraht am Schweißmaterial anbringen, damit sich der Stromkreis schließen kann.
Im Schweißgriff, der mit einem Kabel an das Schweißgerät angeschlossen ist, wird eine Elektrode eingeklemmt. Berührt nun die Spitze der Elektrode das Metall, fließt Strom. Im Prinzip ist es ein bewusst erzeugter Kurzschluss. Sobald der Strom fließt, wird die Elektrode eine Winzigkeit vom Metall weggezogen, sodass sich tatsächlich ein Lichtbogen aufbaut.
In der Folge schmilzt die Elektrode. Das verflüssigte Material haftet nahezu unlösbar auf den beiden Metallteilen, die so zu einem festen Stück zusammengeschweißt werden.
Beim Lichtbogenschweißen werden drei verschiedenen Arten unterschieden
Die drei gebräuchlichsten Arten des Lichtbogenschweißens sind:
- Gas-Metall-Lichtbogenschweißen
- Gas-Wolfram-Lichtbogenschweißen
- Geschirmtes Metall-Lichtbogenschweißen (SMAW) – auch allgemein als Schutzgasschweißen bekannt
Geschirmtes Metall-Lichtbogenschweißen
Das Schutzgasschweißen bezieht sich auf eine Art des Lichtbogenschweißens, bei dem eine Elektrodenleitung verwendet wird, die mit Flussmittel bedeckt ist. Das Flussmittel wirkt als Reinigungsmittel und erhöht die elektrische Leitfähigkeit. Das Flussmittel löst sich auf, sobald der Lichtbogen erzeugt wird und sich die Verbindung stabilisiert. Wenn das Flussmittel zerfällt, gibt es Dämpfe ab. Diese schützen die Schweißstelle vor der Luft, so dass diese nicht verunreinigen kann. Daher stammt der Name Schutzgasschweißen. Da diese Art des Schweißens relativ einfach ist und für facettenreiche Arten von Schweißprojekten verwendet werden kann, ist sie eine der beliebtesten Schweißtechniken überhaupt.
Hinweis: Einige Hersteller beschreiben ihre Geräte als geeignet für Schutzgasschweißen SMAW. Andere wählen den Begriff MMAW für manuelles Metall-Lichtbogenschweißen oder flussmittelgeschütztes Lichtbogenschweißen.
Obwohl diese Namen alle etwas unterschiedlich klingen, beziehen sie sich alle auf die Art des Lichtbogenschweißens, bei dem ein Schutzflussmittel verwendet wird.
Gasmetall-Lichtbogenschweißen (GMAW)
Das Gasmetall-Lichtbogenschweißen ist unter den Fachbegriffen MIG-Schweißen für Metal Inert Gas oder MAG-Schweißen für Metal Active Gas geläufig. GMAW funktioniert, weil der Lichtbogen zwischen einer Metall-Inertgasdrahtelektrode und den zu schweißenden Materialien erzeugt wird. Dieser Prozess bewirkt, dass sich die Materialien stark erwärmen, verflüssigen und schließlich miteinander verschmelzen. Der Hauptunterschied zwischen SMAW und GMAW ist die Elektrode. GMAW verwendet ein Metallinertgas, während beim SMAW eine Leitelektrode genutzt wird.
Gas-Wolfram-Lichtbogenschweißen (GTAW)
Die letzte Unterkategorie des Lichtbogenschweißens, die ich hier thematisiert will, ist das Gas-Wolfram-Lichtbogenschweißen oder WIG-Schweißen.
Bei der WIG-Methode wird eine Wolframelektrode eingesetzt. Im Prinzip ist die Vorgehensweise identisch mit den anderen Verfahren, mit der Ausnahme, dass ein anderes Elektrodenmaterial aus Wolfram zum Einsatz kommt. Auch beim WIG-Schweißen wird ein Schutzmittel eingesetzt, allerdings ist dieses nicht mit den Substanzen der anderen Verfahren identisch. Auch beim GTAW wird ein inertes Schutzgas erzeugt, um den Schweißbereich vor Verunreinigungen zu schützen. Außerdem wird ein Füllmaterial verwendet, obwohl dies nicht bei allen Schweißprozessen mit dieser Methode erforderlich ist.
Wie ein Elektroschweißgerät funktioniert
Im Prinzip kannst du Lichtbogenschweißen mit Gleichstrom oder Wechselstrom praktizieren. Wird Gleichstrom genutzt, ist die Elektrode entweder positiv oder negativ geladen, während das zu verbindende Metall gegen Gegenpol übernimmt. Die Wahl des Stroms und der Polarität hängt vom Prozess, der Art der Elektrode, der Lichtbogenatmosphäre und dem zu schweißenden Metall ab.
In Schweißgeräten wird generell Gleichstrom verwendet, dass heißt, der eingehende Wechselstrom wird gleichgeschaltet. Wichtiger ist der Strom selbst, denn einfache Schweißnähte erfordern möglicherweise nur sehr wenige Ampere. Für Hochstromschweißarbeiten werden mindestens 80 Ampere verwendet. Das Punktschweißen erfordert eine Leistung um 12.000 Ampere. Elektrische Schweißmaschinen regeln die Leistung als konstanten Strom oder konstante Spannung. Konstantstromschweißgeräte ändern die Voltzahl, um einen bestimmten Strom gleichmäßig aufrechtzuerhalten.
Automatische Fertigungsschweißmaschinen beispielsweise verwenden Sie einen Hochfrequenz-Wechselrichterschweißer mit 10.000 Hertz und darüber. Die gesamte elektrische Leistung und Umwandlung in einem automatisierten Hochfrequenz-Wechselrichterschweißgerät wird von einer Computersoftware gesteuert.
Im Prinzip ist ein Elektroschweißgerät also wie eine Umspannstation beim Energieversorgungsunternehmen aufgebaut, wo mehrere tausend Volt aus der Überlandleitung in den Strom verwandelt werden, der in Haushalten benötigt wird.
Da beim Elektroschweißen reichlich Ampere und weniger Volt gefragt sind, sind Elektroschweißgeräte so aufgebaut, dass sie immer ausreichend Leistung, also Ampere bereitstellen können.
Wissen beim Elektroschweißgeräte Kauf nutzen
Die vorstehenden Informationen reichen eigentlich aus, damit du dich beim Kauf eines Elektroschweißgerätes für das richtige Modell entscheidest. Solltest du unsicher sein, ist es immer eine gute Idee, in einem Elektroschweißgeräte Test oder in einem Produktvergleich zu elektrischen Schweißgeräten nachzulesen, bevor du dich über einen Fehlkauf ärgern musst. Abgesehen vom Kauf eines guten Schweißgerätes ist es zudem von fundamentaler Bedeutung sein Schweißgerät richtig einzustellen.