Lichtbogenbolzenschweißen
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Lichtbogenbolzenschweißen (Kurzform: Bolzenschweißen, engl.: stud welding) gehört zu den Lichtbogenpressschweißverfahren. Ziel des Bolzenschweißens ist das dauerhafte Verbinden von bolzenförmigen Elementen (z.B. Gewindebolzen, Stifte, Buchsen, Haken, Ösen) mit größeren Bauteilen (z.B. Karosseriebleche in der Automobilproduktion).
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[Bearbeiten] Prinzip
Beim Bolzenschweißen wird zwischen einer Stirnfläche des Bolzens und dem Werkstück ein Lichtbogen gezündet, beide Teile werden dabei lokal angeschmolzen und anschließend unter geringem Anpressdruck gefügt. Das Lichtbogen-Bolzenschweißen wird nach der Art der Lichtbogenzündung unterteilt in Bolzenschweißen mit Hubzündung und Bolzenschweißen mit Spitzenzündung. Beide Verfahren unterscheiden sich in der Schweißflächengeometrie der Bolzen, dem Verfahrensablauf, der Gerätetechnik und teilweise im Anwendungsgebiet. Die sogenannte Blaswirkung kann sich wie bei anderen Lichtbogenschweißverfahren störend bemerkbar machen.
Die wichtigsten Standards zum Bolzenschweißen sind:
- DIN EN ISO 14555 - Lichtbogenbolzenschweißen von metallischen Werkstoffen
- DIN EN ISO 13918 - Bolzen und Keramikringe zum Lichtbogenbolzenschweißen
- Merkblatt DVS 0901 - Lichtbogenbolzenschweißen
- Merkblatt DVS 0902 - Lichtbogenbolzenschweißen mit Hubzündung
- Merkblatt DVS 0903 - Lichtbogenbolzenschweißen mit Spitzenzündung
- Merkblatt DVS 0904 - Lichtbogenbolzenschweißen, Hinweise für die Praxis
Die wichtigsten Schweißparameter beim Lichtbogenbolzenschweißen sind bei der Hubzündung:
- Schweißstrom
- Schweißzeit
- Hub (Lichtbogenlänge)
Die wichtigsten Schweißparameter beim Lichtbogenbolzenschweißen sind bei der Spitzenzündung:
- Kapazität
- Schweißzeit
- Spalt
- Eintauchgeschwindigkeit/Schweißzeit
[Bearbeiten] Unterschiedliche Verfahren
[Bearbeiten] Unterscheidung nach Art der Zündung
[Bearbeiten] Hubzündungsbolzenschweißen
Der Lichtbogen wird durch Anheben des Bolzens vom Bauteil unter Stromfluss erzeugt.
[Bearbeiten] Spitzenzündungsbolzenschweißen
Der Bolzen weist auf der zu verschweißenden Seite eine Spitze auf. Der Lichtbogen wird an dieser Spitze gezündet. Diese Spitze schmilzt explosionsartig und verdampft zu einem geringen Teil. Die Induktionsspannung, die durch das Öffnen des Stromkreises entsteht, zündet einen Lichtbogen, der dann die ganze Bolzenstirnfläche erfasst.
- Spaltverfahren: Der Bolzen wird aus einer bestimmten Höhe auf das Bauteil zubewegt. Die Zündung erfolgt durch Kontakt mit dem Bauteil.
- Kontaktverfahren: Der Bolzen hat bereits zu Schweißbeginn Kontakt mit dem Bauteil. Sonst ist der Vorgang der gleiche wie beim Spaltverfahren.
[Bearbeiten] Unterscheidung nach der Art des Schweißbadschutzes
- Bolzenschweißen mit Keramikring
- Bolzenschweißen mit Schutzgas
- Bolzenschweißen ohne Schweißbadschutz
[Bearbeiten] Unterscheidung nach der Energiequelle
- Bolzenschweißen mit Transformator (und Gleichrichter)
- Kondensatorentladungsbolzenschweißen
[Bearbeiten] Unterscheidung nach der Schweißzeit
- Kurzzeitbolzenschweißung
- "Normalzeit"-Bolzenschweißung
[Bearbeiten] Spezialverfahren
[Bearbeiten] Hülsenschweißen mit magnetisch bewegtem (rotierendem) Lichtbogen - MARC
Die Abkürzung MARC steht für Magnetic Rotating Arc. Das Schweißen mit magnetisch bewegtem Lichtbogen erweitert das Einsatzgebiet des Bolzenschweißens. Das Verfahren ist im Ablauf dem Hubzündungsbolzenschweißen ähnlich, jedoch wird mit einem rotierenden Lichtbogen gearbeitet. Der MARC-Prozess ist eine äußerst wirtschaftliche Verbindungstechnik. Die Vorteile des MBL(MBP)-Schweißens (Steuerung des Wärmeeintrages für hülsenförmige Bauteile durch einen magnetisch bewegten Lichtbogen) werden mit denen des Lichtbogenbolzenschweißens mit Hubzündung (einfache und preiswerte Gerätetechnik, Schweißzeiten im Bereich von Millisekunden liegen) kombiniert. Die Möglichkeit der Verschiebung der Lichtbogensäule durch ein äußeres Magnetfeld ist die Grundlage des MARC-Verfahrens. Das Schweißverfahren zeichnet sich durch sehr kurze Schweißzeiten, geringe Wärmebelastung, niedrigen Energiebedarf, genaues Endmaß und eine hohe Wirtschaftlichkeit aus. Die Rotation des Lichtbogens, und damit ein konzentrierter und gleichmäßiger Energieeintrag über die Schweißfläche, wird durch ein separates Magnetfeld im Schweißspalt erzielt. Es ermöglicht das verzugsarme und spritzerfreie Verschweißen von Hülsen und Muttern bis zu 30 mm Außendurchmesser, vorzugsweise aus hochlegierten rostfreien Stählen mit ebener Anschweißfläche bis 5 mm Werkstückdicke. Es sind gas- und druckdichte Schweißungen auf gelochten und ungelochten Bauteilen möglich.
[Bearbeiten] Andere Möglichkeiten zum Verschweißen von Bolzen
- Widerstandsbolzenschweißen
- Reibbolzenschweißen
- Kaltpressbolzenschweißen
[Bearbeiten] Weblinks
- Bolzenschweißen in Übereinstimmung mit DIN EN ISO 14555 (Trillmich, KÖCO), PDF-Datei
- 12 Fragen und Antworten zum Bolzenschweißen (HBS Bolzenschweiss-Systeme, PDF-Datei
