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Lichtbogenlöten

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Lichtbogenlöten

Allgemeine Einteilung

Steigende Forderungen nach der Verminderung von Schäden führen in vielen Branchen zum Einsatz von beschichteten Stahlblechen. Unter den verschiedenen Möglichkeiten, den Stahl vor Korrosion zu schützen, kommt dem Zink einerseits wegen seiner günstigen Korrosionseigenschaften und andererseits wegen seines niedrigen Preises eine besondere Bedeutung zu.

Der Korrosionsschutz durch eine Zinkoberfläche kann durch das nachträgliche Feuerverzinken fertig bearbeiteter Bauteile bzw. Baugruppen erfolgen. Dies ist bei komplizierten Werkstücken aus Gründen des Verzuges durch das Eintauchen in flüssiges Zink oftmals nicht möglich. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, veredelte - also verzinkte - Flachzeuge weiterzuverarbeiten. Diese vorveredelten Flachzeuge können entweder elektrolytisch oder mittels Feuerverzinkung mit Zink beschichtet werden. Die auf das Grundmaterial aufgebrachte Zinkschicht beträgt je nach Herstellverfahren typisch zwischen 1 und 20 µm. Große Mengen verzinkten Feinbleches werden im Automobilbau, in der Bauwirtschaft, in der Lüftungs- und Klimatechnik, in der Haustechnik, für die Herstellung von Weißware und in der Möbelindustrie eingesetzt.

Nicht nur wegen seiner Fähigkeit zur Bildung von Deckschichten mit Barrierewirkung, die erst wegkorrodieren muss, bevor der Stahl rostet, hat Zink seine große Bedeutung für den Korrosionsschutz von Stahl erlangt, sondern auch wegen seiner kathodischen Schutzwirkung. Kommt es zu einer Beschädigung der schützenden Zinkschicht, so bewirkt der Zinküberzug auf Eisen einen kathodischen Schutz. Diese Schutzwirkung wirkt auf die Distanz von 1 bis 2 mm der unbeschichteten Fläche. Durch die kathodische Fernschutzwirkung des Zinks werden sowohl die nicht beschichteten Schnittkanten der Bleche als auch Mikrorisse, die durch Kaltumformung entstehen sowie die Umgebung von Schweißnähten, in der das Zink verdampft, geschützt. Ebenso kann aufgrund des kathodischen Schutzes eine Unterrostung der Zinkschicht von der Schnittkante her weitgehend ausgeschlossen werden.

 

Lichtbogenlöten von verzinkten Blechen

Zink beginnt bei etwa 420 °C zu schmelzen und bei etwa 906 °C zu verdampfen. Diese Eigenschaften wirken sich ungünstig auf jeden Schweißprozess aus, da damit verbunden bereits weit vor dem Schmelzen des Grundwerkstoffes der Verdampfungsprozess des Zinks eingeleitet wird. Die Zinkdämpfe und Oxide können zu Poren, Bindefehlern, Rissbildung und zu einem instabil brennenden Lichtbogen führen. Daher ist es für verzinkte Bleche günstiger, wenn weniger Wärme eingebracht wird, beziehungsweise der Grundwerkstoff nicht aufgeschmolzen wird.

Eine Alternative beim Schweißen verzinkter Bleche ist deshalb der Einsatz von Zusatzwerkstoffen auf Kupferbasis (Bronzen). Besonders bekannt sind Drähte mit Kupfersilizium-, (z.B. ML CuSi3) und Aluminiumbronze-Legierungen (ML CuAl8). Folgende Vorteile können sich beim Einsatz dieser Drähte ergeben:

  • keine Korrosion der Lötnaht
  • minimaler Spritzerauswurf
  • geringer Abbrand der Beschichtung - niedrige Wärmeeinbringung
  • einfache Nachbearbeitung der Naht
  • kathodische Schutzwirkung des Grundwerkstoffes im unmittelbaren Nahtbereich

Diese Bronzedrähte haben durch den hohen Kupferanteil einen relativ geringen Schmelzpunkt (je nach Legierungsbestandteile etwa 1000 bis 1080 °C). Der Grundwerkstoff wird nicht aufgeschmolzen, d.h. die Verbindung entspricht eher einer Lötung. Bei den Lichtbogenlötprozessen sind üblicherweise keine Flussmittel erforderlich.

 

Einteilung der Lichtbogenlötprozesse

Die Lichtbogenlötprozesse können in Metallschutzgas-(MSG-) und Wolframschutzgas (WSG)- Lötprozesse unterteilt werden. Das Prinzip des Lichtbogenlötens ist weitgehend identisch mit dem MSG-Schweißen bzw. dem (Wolfram-) Plasma-Schweißen mit drahtförmigem Zusatzwerkstoff.

MSG-Löten
WIG-Löten
Plasmalöten
Werkstoffe für das Lichtbogenlöten
Stoßarten
Arbeitsschutz
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