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Technologie

Bolzenschweißtechnik bezeichnet Lichtbogen-Schweißverfahren, mit denen Schweißbolzen vollflächig und tragfähig mit einem metallischen Grundwerkstoff verbunden werden.

Welches Verfahren passt?

Die Verfahrenswahl hängt an vier Größen: Bolzendurchmesser, Blechdicke, Werkstoff und Zugänglichkeit.

  • Dünnes Blech / minimaler Wärmeeintrag → eher Spitzenzündung oder Kurzzeit
  • Größere Durchmesser / tragende Verbindung → eher Hubzündung mit Keramikring
  • Keramikring nicht möglich (Bauraum, Optik, Anforderung) → Hubzündung mit Schutzgas

Details zu jedem Verfahren finden Sie in der Übersicht weiter unten.

Verfahren im Vergleich – die Kennwerte auf einen Blick

Verfahren Typischer Bolzen-Ø Schweißzeit (typ.) Schutz Typische Anwendung
Hubzündung mit Keramikring 3–25 mm bis 3.000 ms Keramikring Stahlbau; Verbundbau; allgemeine Konstruktion
Hubzündung mit Schutzgas 3–12 mm (bis 16 mm) ms-Bereich Schutzgas Anwendungen ohne Keramikring
Spitzenzündung bis ca. 8 mm sehr kurz (Kondensatorentladung) i. d. R. ohne Feinblech; Serienfertigung; Automotive/Elektronik
Kurzzeit 3–12 mm kurzer ms-Bereich i. d. R. ohne Dünne / beschichtete Bleche; geringer Einbrand

Vorteile der KÖCO-Bolzenschweißtechnik

Mit der KÖCO-Bolzenschweißtechnik werden Gewindebolzen, Stifte, Buchsen, Kopfbolzen, Verankerungselemente usw. von 2 - 25 mm Durchmesser blitzschnell und vollflächig auf Bleche, Rohre, Profile usw. aufgeschweißt.

Die Vorteile liegen auf der Hand:

  • Das Bauteil muss nur von einer Seite zugänglich sein
  • Keine Bohrungen erforderlich, die bei Hohlkörpern zu Undichtigkeiten führen können
  • Große Sicherheit durch vollflächige Verbindung
  • Hohe Produktivität dank der extrem kurzen Schweißzeit
  • Verschiedene Materialkombinationen möglich
  • Kaum Verzug durch geringe Wärmebeeinflussung
  • Minimale oder keine Beschädigung der Rückseite
  • Einfache Bedienung durch angelernte Kräfte
  • Internationale Normung: EN ISO 14555 und EN ISO 13918
  • Kopfbolzen mit Europäischer Technischer Zulassung ETA-03/0039
  • Bolzenschweißanlagen und Schweißbolzen aus eigener Fertigung
Bolzenschweißen mit Keramikring

Schritt 1

Der Bolzen wird auf das Werkstück aufgesetzt.

Zeichnung eines geschweißten Bolzens

Schritt 2

Der Bolzen wird unter Stromfluss abgehoben, wodurch ein Lichtbogen entsteht.

Ansicht eines geschweißten Bolzens

Schritt 3

Der Lichtbogen schmilzt Bolzen und Werkstück an.

Ansicht eines geschweißten Bolzens

Schritt 4

Der Bolzen taucht in die Schmelze ein.

Ansicht eines fertig geschweißten Bolzens

Schritt 5

Eine vollflächige Verbindung ist entstanden.

Übersicht der unterschiedlichen Schweißverfahren

Bolzenschweißen mit Keramikring

Das Verfahren „Hubzündungs-Bolzenschweißen mit Keramikring“ wird für Bolzen von etwa 3 bis 25 mm Durchmesser bei Stromstärken bis etwa 3.000 A und Schweißzeiten bis 3.000 ms eingesetzt.

Bolzenschweißen mit Spitzenzündung

Das Verfahren „Bolzenschweißen mit Spitzenzündung“ wird für Bolzen bis etwa 8 mm Durchmesser eingesetzt. Man verwendet Bolzen mit kleiner zylindrischer Spitze. Als Stromquelle dient eine Kondensatorbatterie.

Bolzenschweißen mit Schutzgas

Das Verfahren „Hubzündungs-Bolzenschweißen mit Schutzgas“ wird für Bolzen von 3 bis 12mm (16mm) Durchmesser eingesetzt. Im Allgemeinen wird der Pluspol der Stromquelle an das Werkstück geklemmt.

Kurzzeit-Bolzenschweißen

Das Verfahren „Kurzzeit-Bolzenschweißen“ wird für Bolzen von 3 bis 12mm Durchmesser auf dünne Bleche eingesetzt. Die Mindest-Blechdicke beträgt dabei 1/8 des Bolzen-Durchmessers. Es wird ein flacher Einbrand im Werkstück erzielt.

Die Verfahrenswahl wird in der Praxis oft aus Gewohnheit getroffen statt nach Blechdicke und Bolzendurchmesser. Genau dort entstehen später Qualitätsprobleme – Fehler, die erst in der Biegeprüfung sichtbar werden.

Michael Krämer – Schweißfachmann (EWS | IWS), Anwendungstechnik bei KÖCO

Technische Informationen

Bolzenschweißen in Übereinstimmung mit den DIN ISO 14555

Das Lichtbogen-Bolzenschweißen ist ein Pressschweißverfahren, bei dem Bolzenende und Grundmaterial durch einen kurzzeitig brennenden Lichtbogen angeschmolzen und anschließend mit geringer Kraft gefügt werden. Um einwandfreie Ergebnisse zu erzielen, müssen also nicht nur die Werkstoffe, die Oberflächen und die Geräte geeignet sein, sondern auch elektrische Vorgänge mit der mechanischen Bewegung koordiniert werden.

Sicheres Bolzenschweißen in der Werkstatt und auf der Baustellen nach internationalen Regelwerken

Das Lichtbogen-Bolzenschweißen ist ein Pressschweißverfahren. Bolzenende und Grundmaterial werden durch einen kurzzeitig brennenden Lichtbogen angeschmolzen und dann mit geringer Kraft gefügt. Um einwandfreie Ergebnisse zu erzielen, müssen also nicht nur die Werkstoffe, die Oberflächen und die Geräte geeignet sein, sondern auch elektrische Vorgänge mit der mechanischen Bewegung koordiniert werden.

Lichtbogenbolzenschweißen - zuverlässig auch bei dünnen beschichteten Blechen?

Zum Bolzenschweißen dünner Bleche (hier von ca. 0,5 bis ca. 2,75 mm Blechdicke) eignen sich nur Schweißverfahren, die einen geringen Einbrand aufweisen. I.a. werden Bolzen bis 8 mm, meistens aber zwischen 3 bis 6 mm geschweißt. In der Serien-, besonders aber in der Massenfertigung (z.B. "weiße Ware", Komponenten für Fahrzeuge) kommen immer mehr beschichtete Bleche zum Einsatz.

Bolzenschweißen im Bauwesen

Kopfbolzen nach DIN EN ISO 13918 finden breite Anwendung, vor allem im Verbundbau von Brücken, Parkhäusern, Industrie- und Verwaltungsbauten. Sie stellen den Verbund zwischen einem Stahlträger und einer Betonplatte her, die so beide zusammenwirken. Sie bieten Vorteile durch die kompakte und steife Bauweise, durch den einfachen Brandschutz mit ausbetonierten Kammern sowie durch das schnelle Aufschweißen der Kopfbolzen. Bemessungs- und Fertigungsgrundlage sind die einschlägigen Normen, heute insbesondere der Eurocode 4.

Aufgeschweißte Kopfbolzen nach Eurocode 4

Das Bolzenschweißen mit Hubzündung hat seit vielen Jahren einen festen Platz beim Aufschweißen von Kopfbolzen im Verbundbau und bei der Herstellung von Stahleinbauteilen im Massivbau. Dieses Verfahren bedingt eine erhöhte Wirtschaftlichkeit und Sicherheit. Eine gut ausgeführte Bolzenschweißung ist höher belastbar als Bolzen oder Grundwerkstoff.

Erweiterte Qualitätssicherung beim Bolzenschweißen mit Hubzündung

Das Bolzenschweißen mit Hubzündung hat seit vielen Jahren einen festen Platz beim Aufschweißen von Kopfbolzen im Verbundbau und bei der Herstellung von Stahleinbauteilen im Massivbau. Dieses Verfahren bedingt eine erhöhte Wirtschaftlichkeit und Sicherheit. Eine gut ausgeführte Bolzenschweißung ist höher belastbar als Bolzen oder Grundwerkstoff.

KÖCO Verbundbau

Vorteilhafte und innovative Bauwerke zeichnen sich oft durch ideale Kombinationen verschiedener Baustoffe aus. Das günstige Zusammenwirken von Stahl mit seiner hohen Zugfestigkeit und Duktilität und Beton mit der hohen Druckfestigkeit und dem guten Korrosionswiderstand ist im Massivbau seit langem bekannt. Im Verbundbau gelingt es nun, die positiven Eigenschaften von Stahl- und Massivbau zu verbinden, ohne ihre Nachteile in Kauf nehmen zu müssen.

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Wissenszentrum

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