Schweißarten für Hydrauliksysteme

Schweißen wird regelmäßig im Zusammenhang mit Hydrauliksystemen verwendet, von der Reparatur von Hydraulikzylindern bis zur Herstellung von Rahmen und Stützen. Es gibt auch eine Vielzahl von Schweißverfahren, die verwendet werden können, einschließlich Lichtbogenschweißen, Stabschweißen und Festkörperschweißen. Es gibt jedoch vier spezielle Schweißverfahren, die am häufigsten bei der hydraulischen Reparatur und Fertigung verwendet werden:MIG-, TIG-, Stab- und Reibschweißen. Jede hat ihre eigenen Vor- und Nachteile sowie Situationen, in denen sie am besten funktioniert.

MIG-Schweißen

Das MIG-Schweißen, was für Metall-Inertgas-Schweißen steht, ist eine Unterteilung des MIG-Schweißens oder Metall-Schutzgas-Schweißens. Beim Lichtbogenschweißen wird zwischen einer Elektrode und dem Metallwerkstück ein Lichtbogen erzeugt. Dieser Lichtbogen sorgt für die lokalisierte Wärmeerzeugung, die zum Schmelzen des Werkstückmetalls erforderlich ist.

Beim MIG-Schweißen ist die Elektrode ein blanker Metalldraht. Die Schweißpistole führt kontinuierlich die abschmelzende Drahtelektrode zu, um den Lichtbogen am Laufen zu halten. Gleichzeitig umhüllt es auch den Metalllichtbogen mit Schutzgas. Die beim MIG-Schweißen verwendeten Schutzgase sind eine Kombination aus einem Inertgas (Argon) und einem Aktivgas (Kohlendioxid oder Sauerstoff). Durch die Verwendung dieser Kombination von Schutzgasen mit verbrauchbarem Blankdraht entsteht keine Schlacke.

Das MIG-Schweißen hat mehrere Vorteile, was auch erklärt, warum es so häufig verwendet wird. Es unterstützt die Fähigkeit, mehrere Schweißdurchgänge an derselben Verbindung und wenig bis gar keine Reinigung nach dem Schweißen durchzuführen. Es lässt sich sehr präzise einsetzen und funktioniert auch bei extrem dünnen Werkstücken gut. Darüber hinaus ist die Lichtbogenzeit beim MIG-Schweißen kürzer als bei vielen anderen Schweißverfahren, da es eine kontinuierliche Zufuhr von Metalldraht verwendet. Tatsächlich halten viele Schweißer es für eines der schnellsten Schweißverfahren. Wenn Sie eine hochbelastbare Schweißnaht an dicken Teilen erzielen müssen, ist das MIG-Schweißen eine ausgezeichnete Option.

Es gibt Nachteile beim MIG-Schweißen, die Sie bei der Betrachtung berücksichtigen müssen. Die Oberflächen, auf denen die Schweißnaht angebracht wird, müssen vollständig sauber sein (frei von Rost, Farbe oder anderen Verunreinigungen), sonst besteht die Gefahr einer schlechten Schweißnaht. Der Prozess reagiert sehr empfindlich auf Wind – selbst ein Ventilator kann das Schutzgas so stören, dass die Schweißnaht beeinträchtigt wird. Darüber hinaus erfordert es die Verwendung von unter Druck stehenden Gasflaschen, was die Verwendung im Feld erschwert und nicht sehr tragbar ist.

WIG-Schweißen

Das WIG-Schweißen fällt unter die Kategorie Gas Wolfram Arc Welding (GTAW) und steht für Wolfram-Inertgas-Schweißen. Wie beim MIG-Schweißen wird zwischen der Elektrode und dem Werkstück ein Lichtbogen induziert, um das Metall zu schmelzen. Was WIG anders macht, ist die Verwendung von Wolfram als Elektrodenmaterial. Wolfram wird wegen seines extrem hohen Schmelzpunktes verwendet.

Wie beim MIG-Schweißen erfordert auch das WIG-Schweißen den Einsatz von Schutzgasen:Argon, Helium oder eine Mischung aus beiden. Beachten Sie, dass beim WIG-Schweißen kein Füllmetall erforderlich ist, aber wenn Füllmaterialien verwendet werden, werden sie dem Schweißbad aus einem separaten Draht oder Stab hinzugefügt.

Der große Vorteil des WIG-Schweißens ist, dass es nahezu alle Metalle und Werkstückdicken verbinden kann. Dies schließt Dicken ein, die beim MIG-Schweißen nicht verarbeitet werden können. Das WIG-Schweißen kann hochwertige Schweißnähte ohne Spritzer und wenig bis gar keine Reinigung nach dem Schweißen erzeugen. Guss- und Schmiedeeisenschweißnähte sind sehr schwierig zu erreichen, aber ein erfahrener Schweißer, der WIG verwendet, kann dies tun. Außerdem kann es unterschiedliche Metalle (wie Aluminium und Edelstahl) verbinden.

Bei der Verwendung mit Stahl kann das WIG-Schweißen langsamer und teurer sein als das Stabschweißen oder das MIG-Schweißen. Die einzige wirkliche Ausnahme von dieser Regel ist das Erstellen hochwertiger Schweißnähte mit Dünnschliffen. Und selbst zum Schweißen ähnlicher Metalle erfordert das WIG-Schweißen eine sorgfältige Kontrolle des verwendeten elektrischen Stroms sowie des Drucks und der Zeitsteuerung.

Stick-Schweißen

Das Stabschweißen, auch bekannt als Shielded Metal Arc Welding (SMAW), ist ein weiteres Lichtbogenschweißverfahren. Was es anders macht, ist die Verwendung eines verbrauchbaren Füllmetallstabes als Elektrode. Dieser Stab, Schweißstab genannt, ist mit Materialien beschichtet, die sowohl das Flussmittel als auch die Abschirmung unterstützen. Das blanke Metallende des Schweißstabs wird in einem Elektrodenhalter mit isoliertem Griff festgeklemmt. Der Elektrodenhalter selbst wird an eine Stromversorgung angeschlossen.

Die beim Stabschweißen verwendete Ausrüstung ist tragbar und kostengünstig, was sie ideal für Schweißarbeiten vor Ort macht. Im Gegensatz zum MIG- und WIG-Schweißen müssen Sie an der Schweißstelle weder Lack noch Korrosion entfernen. Das Stabschweißen erzeugt auch einen Lichtbogen, der groß genug ist, dass Wind oder Temperatur ihn nicht beeinflussen. Auch in Bezug auf den Einsatzbereich ist das Stabschweißen sehr flexibel:im Innen- und Außenbereich, in zugigen Bereichen und in engen Räumen. Dies macht es ideal für Reparaturen vor Ort.

Der Hauptnachteil des Stabschweißens liegt in der Verwendung eines verbrauchbaren Stabes. Sie müssen die Stäbe während des Prozesses austauschen, was das Stabschweißen zeitaufwändig machen kann. Da die Länge der Elektrode während des Schweißvorgangs variiert, ändert sich auch der Widerstand des Stabs. Dies wiederum führt zu Stromschwankungen, die zu Überhitzung und vorzeitigem Schmelzen führen können, insbesondere wenn Sie einen neuen Stab verwenden.

Die damit verbundene Hitze setzt auch eine Grenze dafür, wie dünn das Metall sein kann (normalerweise nicht dünner als 18 Gauge). Schließlich bedeutet die Bildung von Schlacke und Spritzern, dass Sie die Schweißfläche vor dem Lackieren oder weiteren Schweißen reinigen müssen.

Reibschweißen

Reibschweißen (FRW) ist im Gegensatz zu MIG, WIG und Stabschweißen ein Festkörperschweißverfahren. In einem Festkörperschweißverfahren entsteht eine metallurgische Verbindung zwischen den beiden Grundmetallen – ganz ohne Aufschmelzen. Insbesondere beim Reibschweißen wird Reibungswärme in Kombination mit Druck verwendet, um die Verbindung zu erreichen.

In den meisten Fällen werden Sie ein Teil relativ zu einem anderen drehen, während Sie sie durch hohe axiale Kräfte in Kontakt bringen. Die Relativbewegung unter solch hohen Kräften führt zu Reibung. Diese Reibung erzeugt genug Wärme, um eine starke metallurgische Verbindung zwischen den beiden Oberflächen zu bilden.

Beim Rotationsreibschweißen ist die Auswahl an Werkstücken begrenzt:Mindestens ein Werkstück muss eine zylindrische Form haben, wie z. B. ein Rohr oder eine Röhre. Andererseits verwendet lineares Reibschweißen eine hin- und hergehende Bewegung im Gegensatz zu einer Rotationsbewegung, um die notwendige Reibung und Wärme zu erzeugen. Die Verwendung einer linearen Bewegung beseitigt die Anforderungen, dass mindestens ein Werkstück zylindrisch sein muss.

Beim Reibschweißen kann im Gegensatz zum WIG-, MIG- oder Stabschweißen, das den Kontakt zur Schweißnaht begrenzt, ein vollständiger Grenzflächenkontakt erreicht werden. Reibschweißen macht es auch viel einfacher, unterschiedliche Metalle zu schweißen. Außerdem erfordert es kein Flussmittel, keine Abschirmung oder Füllmetall und erzeugt bei korrekter Ausführung solide Schweißnähte ohne Porosität.

Einer der Nachteile des Reibschweißens ist der unvermeidliche Grat, der dort entsteht, wo die beiden Teile verbunden wurden. Um es von der Endmontage zu schneiden, müssen Sie eine Drehoperation verwenden. Das Vorhandensein von Grat bedeutet auch, dass Sie einen Teil der ursprünglichen Länge der Werkstücke verlieren. Sie können diesen Verlust einfach abschätzen und frühzeitig im Designprozess berücksichtigen.

Darüber hinaus erfordern höherwertige Schweißnähte, die durch Reibschweißen erzielt werden, große, leistungsstarke Geräte, die einer Drehmaschine ähneln. Aus diesem Grund ist die Ausrüstung für das Reibschweißen nicht tragbar wie MIG, TIG und Stabschweißen.

Häufige Probleme beim Schweißen

Hydraulische Komponenten und Geräte arbeiten mit hohen Drücken, was eine solide Schweißnaht entscheidend macht. Wenn Ihre Schweißnähte nicht korrekt ausgeführt werden, kann dies äußerst gefährlich sein. Zwei Überlegungen in diesem Zusammenhang sind Schweißfehler, Verformung und Eigenspannungen.

Schweißfehler können Folgendes umfassen:

• Unvollständige Fusion
• Hohlräume
• Risse
• Fehlende Durchdringung (wenn die Fusion die Wurzel des Gelenks nicht erreicht hat)
• Fehlende Verschmelzung (wenn die Verschmelzung nicht über den gesamten Verbindungsquerschnitt erreicht wurde)
• Einschlüsse (wo nichtmetallische Partikel in der Schweißnaht eingeschlossen sind)
• Übermäßige Spritzer
• Schlechtes Schweißprofil

Training und Erfahrung sind notwendig, um Schweißnähte zu erzielen, die frei von diesen Fehlern sind, und die Ergebnisse hängen stark von dem vom Schweißer verwendeten Verfahren ab.

Ein weiteres wichtiges Anliegen beim Schweißen ist das Verbinden zweier unterschiedlicher Metalle. Beim MIG-, WIG- oder Stabschweißen müssen Sie ihre relativen Wärmeleitfähigkeiten und Ausdehnungen berücksichtigen, um Verformungen und Restspannungen beim Abkühlen zu vermeiden. Beispielsweise kann es zu Schrumpfungen entlang der Schweißverbindung kommen, was besonders häufig beim Stumpfschweißen (End-to-End-Schweißen) vorkommt. Diese Schwindung tritt beim Abkühlen auf und kann zu Verzug und Eigenspannungen führen. Tatsächlich kann dies aufgrund von lokalisierten Hitzeproblemen und der Geometrie der geschweißten Teile sogar passieren, wenn ähnliche Metalle verwendet werden.

Professionelle Schweißer wissen, welche Arten von Maßnahmen zu ergreifen sind, um die Möglichkeit von Eigenspannungen und Verformungen zu minimieren. Es gibt eine Vielzahl von Ansätzen, einschließlich der Verwendung von Kühlkörpern, um Wärme abzuleiten, Schweißvorrichtungen, um die Bewegung von Teilen während eines Schweißvorgangs neu zu trainieren, und Spannungsarmglühen, um die Restspannungen zu minimieren und Verformungen zu beseitigen.

Zertifizierte Schweißer verfügen über das Wissen und die Erfahrung, um die richtigen Schweißprozessparameter (z. B. Geschwindigkeit, Strom, Menge an Zusatzwerkstoff, Schutzgas) auszuwählen, um eine starke Schweißnaht ohne Schweißfehler zu erzielen.

Schlussfolgerung

Ob Ihre Hydraulikanwendung MIG-, WIG-, Stab- oder Reibschweißen erfordert, der eigentliche Schweißprozess wird oft am besten den Profis überlassen. Beim Schweißen spielen viele Variablen eine Rolle, die über die verwendeten Metalle und ihre Dicke hinausgehen. Um eine starke, fehlerfreie Schweißnaht oder eine effektive Schweißnaht zwischen zwei unterschiedlichen Metallen zu erzielen, benötigen Sie einen zertifizierten, erfahrenen Schweißer für Ihre Hydraulikausrüstung.

MAC-Hydraulik

Bei MAC Hydraulics sind unsere zertifizierten Schweißer sehr stolz auf ihre Arbeit. Sie bereiten nicht nur den Schweißbereich vor und führen die Schweißung durch, sondern wählen auch das am besten geeignete Verfahren für das Projekt aus und überprüfen die Unversehrtheit der Schweißnaht durch mehrere zerstörungsfreie Prüfmethoden. Die erfahrenen Schweißer von MAC Hydraulics können Edelstahl, Kohlenstoffstahl und sogar Gusseisen für die schwierigsten und komplexesten Fertigungen und Reparaturen verarbeiten, die Sie möglicherweise haben. Kontaktieren Sie uns noch heute um mehr über unsere Schweißdienstleistungen zu erfahren!