Aluminium-Punktschweißen meistern: Expertenleitfaden & Tipps

Was ist ein Aluminium-Punktschweißgerät?

Beim Begriff "Punktschweißen" denkt man meist an populäre, widerstandsfähige Metalle wie Stahl. Aber kann man ein Punktschweißgerät für Aluminium nutzen? Natürlich. Tatsächlich wird Aluminium-Punktschweißen häufiger, da Aluminium in vielen industriellen Anwendungen Stahl ersetzt, wo Gewicht wichtiger ist – z. B. in der Automobilindustrie. Hier kommen Aluminium-Punktschweißgeräte ins Spiel: eine aufstrebende Schweißmaschine, die speziell zum Schweißen von Aluminium und seinen Legierungen entwickelt wurde.

Aluminium vs. Stahl Schweißen

Bevor wir in Aluminiumschweißen eintauchen, besprechen wir kurz, welche Materialien man mit einem Punktschweißgerät schweißen kann. Stahl bleibt das vorherrschende Schweißmaterial wegen seiner niedrigen Wärmeleitfähigkeit und höheren elektrischen Widerstand – was es im Vergleich zu anderen Metallen relativ leicht schweißbar macht. Aber das heißt nicht, dass es immer die bevorzugte Option ist. Beispielsweise sind Stähle mit extrem hohem Kohlenstoffgehalt anfällig für Risse in der Schweißnaht; verzinkter Stahl (zinkbeschichtet) erfordert hohen Schweißstrom für reibungslosen Ablauf. Hier kann Aluminium als bessere Alternative je nach Projektanforderungen dienen.

Aluminium hat einen niedrigen Schmelzpunkt wegen seiner hohen Wärmeleitfähigkeit und elektrischen Widerstand ähnlich wie Kupfer – Punktschweißen von Aluminium ist also durchaus möglich. Doch es gibt einen Grund, warum Stahl vorherrschend bleibt. Wegen seines niedrigen Widerstands ist beim Aluminiumschweißen ein hoher Strom nötig – mindestens zwei- bis dreimal höher als bei Stahl gleicher Dicke. Zudem degradiert Aluminium die Oberfläche von Kupferelektroden innerhalb weniger Schweißnähte, was stabile, hochwertige Aluminiumschweißungen erschwert. Deshalb bleibt Aluminium-Punktschweißen trotz wachsender Verbreitung in der Industrie noch recht nischenspezifisch, obwohl neue Technologien zur Qualitätsstabilisierung entstehen.

Wie punktschweißt man Aluminium?

Mit dem Gesagten kommen wir zum Hauptthema: Wie geht man beim Punktschweißen von Aluminium vor? Zur Erinnerung: Punktschweißen verbindet den Schweißbereich zweier Metalle zu einer Naht. Zwei Elektroden spannen die Werkstücke gleichzeitig und leiten den für die Schweißung nötigen Strom. Der Strom wird direkt an einen Punkt geleitet – daher der Name "Punktschweißen". Nun besprechen wir das Vorgehen:

1. Der Aluminium-Punktschweiß ist ein dreiphasiger Prozess. Er liefert elektrische Leistung, groß genug, um die Schweißung zu ermöglichen. Aluminium-Punktschweißen leitet typischerweise Strom für 0,1 Sekunden oder weniger – der Stromausgang muss extrem hoch sein. Ein Aluminium-Punktschweißgerät liefert typischerweise 150 Ampere pro Phase bei 440-Volt-System und kostet meist zwischen 60.000 und 85.000 $. Eine generalüberholte Version ist deutlich günstiger.

2. Als Nächstes beschaffen Sie Kondensatorentladeschweißgeräte. Deren Zweck: elektrische Energie speichern und bei extrem hohem Strom für die Schweißaufgabe abgeben. Der Hauptvorteil: nur minimaler Leistungsbedarf, was kleineren Werkstätten Aluminium-Punktschweißen ohne Stromversorgungs-Upgrade ermöglicht. Auch dickere Aluminiumstücke können an Montagelinien geschweißt werden, ohne dass Lichter flackern.

3. Berücksichtigen Sie die physikalischen Eigenschaften von Aluminium beim Punktschweißen. Wie erwähnt: Aluminium hat hohe Leitfähigkeit und erwärmt sich sehr leicht – es muss schneller geschweißt werden als Stahl, um Überhitzung der Werkstücke zu vermeiden. Aluminium benötigt generell zwei- bis dreimal die elektrische Energie und ein Viertel der Schweißdauer im Vergleich zu Stahl. Der hohe Strom und die Schweißzeit erfordern auch wassergekühlte Elektroden.

Schweißen verschiedener Aluminiumblech-Typen

Ihr Schweißansatz kann je nach Aluminiumblechart variieren. Walzblankes Blech ist generell schweißbar, aber Sie müssen auf Aluminiumoxid achten, das sich natürlich auf der Aluminiumoberfläche bildet. Das Oxid kann stark werden und zu inkonsistentem Schweißen führen. Bei geschliffenen Blechen können Sie das Oxid vor dem Schweißen entfernen für bessere Konsistenz, aber dies kann sehr niedrigen Oberflächenwiderstand bedeuten – viel höheren Strom erfordern. Sie können auch eine Oberflächenmodifikationsbehandlung in Betracht ziehen – eine chemische Oberflächenbehandlung, oft von Materiallieferanten angewendet – bei der mittlerer bis hoher Oberflächenwiderstand für mehr Konsistenz und Schweißbarkeit erreicht wird. Zuletzt: Eloxierte, schwere Chromat-Behandlungen bieten sehr hohe Konsistenz und manchmal vollständig isolierte, nicht schweißbare Oberflächenschichten.