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Häufige Fragen
Was ist die Blaswirkung beim Bolzenschweißen und wie entsteht sie?
Die Blaswirkung entsteht durch elektromagnetische Felder, die sich um stromdurchflossene Leiter zwangsläufig bilden. Diese Magnetfelder interagieren miteinander und beeinflussen den Lichtbogen. Dies kann Verwirbelungen erzeugen, die Luft und Schweißgas in das Schweißbad "hineinspülen" und damit die Schweißqualität verschlechtern können. Die Blaswirkung tritt ausschließlich beim Schweißen mit Lichtbogen auf und wird stark durch die Geometrie der Bauteile, die Haltung der Pistole (Kabelbogen) und die Verlegung der Massekabel beeinflusst.
Welche Bolzenschweißverfahren eignen sich am besten für Aluminium?
Im Feinblechbereich (0,5-3 mm) findet das Spitzenzündungsverfahren Verwendung, da der Wärmeeintrag sehr gering ist (ca. 2 ms Prozesszeit) und die Schmelzzone maximal 0,5 mm tief ist. Für das Spaltverfahren eignen sich Bolzendurchmesser M3-M6. Beim Hubzündungsverfahren bietet sich das Kurzzeit-Verfahren an, das unter ausreichendem Gasschutz (Argon, Helium) erfolgen muss. Die Polung spielt eine wichtige Rolle: bei geringen Blechdicken bis 2 mm sind negativ gepolte Bolzen vorteilhaft, bei größeren Stärken positiv gepolte.
Kann auf feuerverzinkten Bauteilen geschweißt werden?
Schweißen auf feuerverzinkten Grundwerkstoffen sollte grundsätzlich vermieden werden! Ist es doch einmal erforderlich, muss die Zinkschicht an der zu schweißenden Stelle unbedingt restlos entfernt werden. Die Zinkschicht nur kurz mit einer Fächerschleifscheibe zu "verreiben" reicht nicht aus - das Material muss vollkommen blank geschliffen werden.
Beim ersten Versuch wurde die Zinkschicht mit einer Fächerscheibe lediglich grob entfernt. Das Schweißergebnis ist nicht i.O.
Innerhalb des Keramikringes entstand durch das Verdampfendes Zinks ein so enormer Druck das der Ring explodierte.
Erst nachdem die Zinkschicht restlos entfernt und das Material vollkommen blankgeschliffen wurde, war ein Schweißen problemlos möglich.
Welche Probleme entstehen beim Schweißen von unlegierten mit legierten Stählen?
Schweißungen von ferritischen und austenitischen Werkstoffen (Schwarz-Weiß-Verbindungen) führen zu einem spröden Martensitgefüge im Schweißgut. Beim Hubzündungsbolzenschweißen mit Keramikring und Schweißzeiten über 100 ms kann bei Bolzendurchmessern größer 12 mm zumeist keine ausreichende Festigkeit erreicht werden. Dies ist in der Allgemeinen bauaufsichtlichen Zulassung/Allgemeine Bauartgenehmigung Z-30.3-6 vom DIBt nachzulesen.
Wie können die Probleme bei Schwarz-Weiß-Verbindungen gelöst werden?
In diesen Fällen kann man auf sogenannte Duo-Bolzen zurückgreifen. Duo-Bolzen sind Verbundbolzen, bei denen ein legierter und ein unlegierter Werkstoff durch Reibschweißen miteinander verbunden sind. An der Spitze befindet sich ein Werkstoff entsprechend dem Grundmaterial in 4.8 schweißgeeignet, während der Gewindeteil aus 1.4301 oder 1.4571 besteht. Diese Konstruktion vermeidet die problematische Martensitbildung beim Schweißvorgang.
Glossar
Hier finden Sie alle wichtigen Begriffe rund um Schweißprobleme und deren Lösungen. Jeder Begriff wird verständlich erklärt und zeigt Ihnen, wie Sie typische Herausforderungen beim Bolzenschweißen erfolgreich meistern.
Blaswirkung
Das Lichtbogenbolzenschweißen erfolgt in der Regel mit Gleichstrom. Dieser begünstigt den Aufbau eines gleichmäßigen Lichtbogens und führt in der Regel zum gewünschten Ergebnis. Jedoch kann beim Schweißen mit Gleichstrom ein unangenehmer Nebeneffekt auftreten:
An der Spitze der Elektrode kann es aufgrund der elektromagnetischen Felder und deren gegenseitiger Interaktion zu Verwirbelungen kommen die dazu führen, dass Luft und Schweißgas in das Schweißbad eingebracht werden. Die Folge können Oxidationen, Einbrände oder Poren sein, welche die Qualität der geschweißten Verbindung mindern, als auch eine einseitig stärker verschweißte Verbindung. Man spricht bei diesem Phänomen von der sogenannten Blaswirkung, welche lediglich beim Schweißen mit Lichtbogen auftritt und besonders für Bolzenschweißungen ab ca. 14 mm Durchmesser eine Herausforderung darstellt. Denn Bolzen mit größerem Durchmesser benötigen längere Schweißzeiten, wodurch wiederum die Entstehung der Blaswirkung begünstigt wird. Um dieses Phänomen beim Fügen mit Lichtbogen zu vermeiden, ist eine hohe Sachkenntnis erforderlich. Die konkrete Ursache dieser Störung kann vielfältig sein. So muss immer vor Ort entschieden werden, welche Maßnahme zur Vermeidung der Blaswirkung angewendet werden soll.
Typische Gegenmaßnahmen dazu sind:
- Versetzen der Anschlussklemme am Werkstück
- Herstellen von Schweißschablonen aus NE-Material
- Hochhalten des Schweißkabels
- Setzen von Ausgleichsmassen bei Randschweißungen
Härteprüfung
Mittels der Härteprüfung kann die Widerstandsfähigkeit einer Bolzenschweißung in Bezug auf Festigkeit und Zähigkeit überprüft und Schweißzonen hinsichtlich ihres Härteverlaufs bewertet werden. Die Ermittlung von Kennwerten (Härtewerten) ermöglicht die Beurteilung einer Bolzenschweißung bei einem technisch relevanten Bauteil, welches im Rahmen der allgemeinen Qualitätssicherung einer offiziellen Abnahme bedarf. Bei der Härteprüfung wird ein sogenannter Eindringkörper mit vorgegebener Abmessung und vorgegebener Last in die zu prüfende Schweißzone gedrückt. Dabei wird die Härte durch Messen der Größe des vom Eindringkörper hinterlassenen Eindrucks und die dazu nötige Prüfkraft bestimmt.
Sichtprüfung
Die Qualität einer Bolzenschweißverbindung kann durch äußere Einflüsse beeinträchtigt werden. Ein unbemerkter Luftzug, Feuchtigkeit und Verunreinigungen auf der Schweißstelle, aber auch eine unzureichende Stromzufuhr wirken sich auf den Schweißvorgang aus. Zudem können Nachlässigkeiten bei der Justierung oder Einstellfehler bei den Parametern die Qualität einer Bolzenschweißverbindung erheblich beeinträchtigen. Für das Erkennen dieser äußeren Mängel ist lediglich ein geschultes Auge und zusätzlich eventuell eine Lupe erforderlich.
Typische Fehlerbilder bei Bolzenschweißverbindungen sind:
- schief sitzende Bolzen
- Lunker
- Einbrände
- Poren
Zugprüfung
Bei einer Zugprüfung nach DIN EN ISO 6892-1 werden Zugfestigkeit und Streckgrenze eines Bauteils ermittelt. Zwei der wichtigsten Informationen zur Beurteilung der Qualität. Dabei wird das Probestück derart beansprucht, dass es sich zunächst einschnürt um anschließend zu brechen. Zwar gibt das Ergebnis einer Zugprüfung lediglich Aufschluss über die Qualität des Probestückes, dies ermöglicht jedoch indirekt Rückschlüsse auf das Verhalten des fertigen Bauteils im eingebauten Zustand. Bei konsequenter Durchführung von Stichproben können so frühzeitig eventuelle Abweichungen von den geforderten Toleranzen festgestellt werden.
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