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Physikalische Phänomene
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.
Werkstoffe & Materialkombinationen
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.
