Qualität für heiße Herausforderungen

Das Verfahrensgebiet der Schweißtechnik ist äußerst umfangreich. Nach ISO 4063 werden weit über 100 unterschiedliche Verfahren definiert. Dementsprechend vielfältig ist auch das Angebot an Gasen und Gasgemischen, das Messer Ihnen für diesen Bereich bietet.

Typische Anwendungsfelder sind die Autogen-Verfahren, die mit Brenngas/Luft oder bevorzugt mit Brenngas/Sauerstoff-Gemischen betrieben werden. Beim Lichtbogenschweißen, bei dem die erforderliche Wärmeenergie für den Prozess durch einen Lichtbogen erzeugt wird, sind Schweißschutzgase unentbehrlich. Dasselbe gilt für das WIG- und MIG-Schweißen, bei dem heute Mischgase den Markt dominieren, wobei als Gemischkomponenten nicht nur Argon und CO₂, sondern auch Sauerstoff, Helium, Wasserstoff und Stickstoff möglich sind.

Die Vielfalt dieser standardisierten Gasgemische für die genannten Anwendungen ist inzwischen sehr groß. Messer vertreibt seine Schweißschutzgaspalette in einem klar gegliederten System unter gruppenweit einheitlichen Markennamen, die sich an den zu verarbeitenden Grundwerkstoffen orientieren:

Ferroline - Schweißschutzgase für un- und niedriglegierte Stähle
Inoxline - Schweißschutzgase für hochlegierte Stähle und Ni-Basis-Legierungen
Aluline - Schweißschutzgase für Aluminium und Nichteisenmetalle

Als Hersteller technischer Gase beschäftigen wir uns nicht nur mit den Verfahren, bei denen technische Gase zum Einsatz kommen, sondern auch mit Verfahren, die hierzu in wirtschaftlichem und qualitativem Wettbewerb stehen. Welches Schweißschutzgas für Ihre Anwendung optimal ist, zeigt Ihnen unser Beratungsdienst gerne: im Rahmen einer persönlichen Beratung und durch Vorführungen vor Ort.

Eine grobe Einteilung erlauben die Fertigungsverfahren:
Trennen, Fügen, Beschichten.

MAG-Schweißen unlegierter Stähle

Kontaktieren Sie uns! Messer hilft Ihnen gerne bei der Auswahl Ihres Schweißschutzgases.

MAG-Schweißen hochlegierter Stähle

WIG-Schweißen hochlegierter Stähle

MIG- und WIG-Schweißen von Aluminium

Formieren

Plasmaschneiden

Laserschneiden

Gase für die Autogentechnik

Durch die unterschiedlichen Eigenschaften der Brenngase ergibt sich für jedes ein bestimmtes Einsatzgebiet.

Bei allen Anwendungen empfiehlt sich die Verwendung von Sauerstoff statt Luft als Zusatzgas.

Gasschmelzschweißen / Autogenschweißen

Das manuelle Autogenschweißen zählt zu den ältesten Fügeverfahren. Hierbei wird durch eine Brenngas/Sauerstoffflamme das zu fügende Metall im Fügebereich auf Schmelztemperatur erhitzt. Unter Zugabe eines Schweißzusatzwerkstoffes (Schweißdraht) verschmelzen die zu fügenden Bauteile und es entsteht eine stoffschlüssige Verbindung. Als Brenngas wird ausschließlich Acetylen verwendet. Beliebt ist dieses Verfahren noch heute im Bereich Montage und Instandhaltung.

Vorteil des Autogenschweißens ist die reduzierende Flamme, die den Erfordernissen der Schweißaufgabe angepasst werden kann. Weitere Vorteile: gute Spaltüberbrückbarkeit, geringe Anforderungen an die Schweißfugenvorbereitung, Ortsunabhängigkeit des Verfahrens. Autogen geschweißt werden können sowohl Stahl als auch NE-Metalle.

Flammlöten

Auch beim Flammlöten kommt eine Brenngas/Sauerstoff-Flamme zum Einsatz. Die Oberflächen der Fügepartner werden jedoch nicht aufgeschmolzen sondern bis kurz oberhalb der Schmelztemperatur des Lotwerkstoffes erhitzt. Das meist drahtförmige Lot wird unter fortwährender Erhitzung zugegeben und aufgeschmolzen. Zwischen den Fügepartnern ist ein kleiner Spalt einzuhalten in den das Lot einfließen kann (Kapillarwirkung). Durch Verwendung eines Flussmittels wird die Benetzung der Bauteile mit dem Lot verbessert. Hierdurch entsteht ebenfalls eine stoffschlüssige Verbindung.

Das Löten (Hart- und Weichlöten) zählt ebenfalls zu den ältesten aber zugleich modernsten Verfahren des stoffschlüssigen Fügens. Der technische Fortschritt und seine Anforderungen sowie eine kostenbewusste Fertigungsplanung führen zum Einsatz aller gängigen, gasförmigen Kohlenwasserstoffe sowie von Wasserstoff als Brenngas.

Durch Zusatz eines Flussmittels in den Brenngasstrom (Fluxlöten) ist das Verfahren in Lötstraßen und Lötkarussells auch automatisierbar.

Die Schutzgase haben je nach Zusammensetzung unterschiedliche Eigenschaften und somit verschiedene Einflüsse auf das Schweißergebnis. Die Hauptaufgabe ist die Abschirmung der flüssigen Schmelze von der Atmosphäre. Diese enthält Stickstoff, Sauerstoff und Feuchtigkeit. Je nach zu schweißendem Werkstoff wirken sich diese negativ auf die Schweißnaht aus oder führen sogar zum Versagen der Schweißung.
Schutzgase beeinflussen:

• die Art des Werkstoffüberganges
• das Fließverhalten der Schmelze
• das Zündverhalten des Lichtbogens
• die Lichtbogenstabilität
• die Wärmeübertragung
• das Einbrandprofil
• die chemische Zusammensetzung des Schweißgutes
• die Spritzerhäufigkeit und -größe

MSG-Löten

Für das Fügen verzinkter Feinbleche (bis ca. 40 µm Schichtdicke) bietet das Metall-Schutzgaslöten, kurz MSG-Löten, im Vergleich zum Metall-Aktivgas-(MAG)-Schweißen wichtige Vorteile: hohe Prozesssicherheit, bessere Qualität der Lötnähte, sehr gute Verbindungsfestigkeit sowie sehr gute Korrosionsbeständigkeit. Aus diesem Grund hat das MSG-Löten im Automobilbau seinen festen Platz gefunden.

Das Metall-Schutzgas Löten ähnelt dem MAG-Schweißen. Es wird lediglich der Schweißzusatzwerkstoff (SZW) durch einen Draht aus geeignetem Lot ersetzt. Durch die richtige Wahl der Parameter – Strom, Spannung, Drahtvorschub - wird das Anschmelzen der Oberflächen der zu fügenden Bauteile verhindert. Es entsteht eine Verbindung wie beim Flammlöten. Häufig verwendete Lot-Werkstoffe sind:

Zum MSG-Löten wird Argon als Standard-Schutzgas eingesetzt. Dies führt aber nicht immer zu optimalen Ergebnissen. Aufgrund umfangreicher Erfahrungswerte und eigener Untersuchungen empfiehlt Messer, beim MSG-Löten ein Schutzgasgemisch aus Argon mit geringen Aktivgasanteilen einzusetzen. Das Ergebnis sind Lötnähte mit glatter Oberfläche und günstigen Nahtübergängen zum Grundwerkstoff.

WIG-Schweißen

Das WIG-Schweißen unterscheidet sich in erster Linie von MSG-Schweißen durch die Zuführung des Schweißzusatz-
werkstoffes (SZW), der nicht wie beim MSG-Schweißen als Elektrode kontinuierlich dem Prozess zugeführt wird. Beim WIG-Schweißen brennt der Lichtbogen zwischen dem Bauteil und einer nicht abschmelzenden Wolfram-Elektrode. Der SZW wird hier getrennt zugeführt, dies kann manuell oder mechanisiert erfolgen. Das Schutzgas hat die Aufgabe die Elektrode und das Schmelzbad vor den negativen Einflüssen der Atmosphäre zu schützen. Besonders der Sauerstoff würde zu einer Zerstörung der Elektrode führen.

Das WIG-Schweißen eignet sich besonders gut zum Schweißen hochlegierte Stähle, Aluminium und andere NE-Metalle. Bei hochlegierten Stählen und Ni-Basis-Werkstoffen wird als reduzierende Komponente ein kleiner Anteil (2 % bis 7,5 %) Wasserstoff zugemischt. Bei Leichtmetallen und Kupfer hat sich je nach Werkstückdicke ein Zusatz von Helium bewährt (bis zu 90 %). Der Prozess kann sowohl mit Gleich- als auch mit Wechselstrom betrieben werden. Gleichstrom mit positiv gepolter Elektrode wird üblicherweise zum Schweißen von Stählen, Kupfer, Nickellegierungen, Titan und Zirkonium verwendet. Bei Aluminium wird Wechselstrom eingesetzt.

Plasmaschweißen

Das Plasmaschweißen ist dem WIG-Schweißen ähnlich. Hierbei wird der Lichtbogen durch eine schmale Gasdüse verdeckt und durch den geringen Öffnungsquerschnitt und die hohe Austrittsgeschwindigkeit der Gase eingeschnürt.

Das Plasmaschweißen unterscheidet sich vom WIG-Schweißen durch den von einer wassergekühlten Düse eingeschnürten Lichtbogen. Dieser tritt als Plasmastrahl mit hoher Temperatur und Leistungsdichte aus der Düse aus. Ein zusätzlicher Schutzgasmantel umgibt den Plasmastrahl und schützt die Schmelze vor der umgebenden Luft. Das die Elektrode umgebende Plasmagas ist meistens Argon. Neben diesem Plasmagas wird das Schutzgas benötigt um die Oxidation des Schweißbades zu vermeiden (üblicherweise Argon mit 5 % Wasserstoff). Plasmaschweißen wird meistens bei Stumpfnähten von Blechen und Rohren angewendet. Sein Hauptvorteil ist ein kontrollierter Einbrand und eine hohe Schweißnahtgüte.

Formieren

Beim Schweißen hochlegierter Stähle muss die Wurzel ebenfalls vor dem Kontakt mit Luftsauerstoff geschützt werden. Sowohl beim WIG- als auch beim MAG-Schweißen wird  mit Wurzelschutz gearbeitet. In der Regel ist an der Wurzel ein Restsauerstoffgehalt von weniger als 20 ppm gefordert. Welche Anlauffarben zulässig sind, hängt von der jeweiligen Bauteilverwendung ab.

Kleine Rohre werden zum Schutz der Schweißwurzel mit einem Schutzgas durchströmt. Wichtig ist hierbei die angepasste Auslassöffnung. Bei größeren Rohren wird das Wurzelschutzgas gezielt mit Hilfsvorrichtungen zur Schweißnaht geführt. Auf eine ausreichend lange Vorströmzeit ist zu achten.

In der Regel werden sogenannte Formiergase, Stickstoff/Wasserstoff-Gemische, eingesetzt. Die Wasserstoffkomponente gibt mehr Sicherheit gegen Reste von Luftsauerstoff. Hierzu werden unter Baustellenbedingungen prinzipiell höhere Wasserstoff-Gehalte verwendet als in der Werkstatt.

Zur Überprüfung kann die Sauerstofffreiheit exakt gemessen werden. Wichtig ist bei diesem Verfahren die korrekte Vorgehensweise.

Das Formieren kann auch beim Schweißen unlegierter Stähle oder Aluminium eingesetzt werden. Hier erzeugt es eine gleichmäßige, oxydfreie Wurzel. Als Formiergas kommt hier Schweißargon zum Einsatz.

Brennschneiden

Beim Brennschneiden wird das zu schneidende Bauteil an der Oberfläche durch die Heizflamme auf Zündtemperatur erhitzt. Wenn der Werkstoff die Zündtemperatur erreicht hat, wird er mit einem Sauerstoffstrahl verbrannt. Daher der Name „Brennschneiden“. Da dieser fortlaufende Prozess exotherm ist, wird für die Erhitzung über die gesamte Blechdicke keine weitere Energie benötigt. Die Heizflamme liefert ausschließlich die Wärme für das Aufheizen der Oberfläche. Damit beim Schneiden die Richtung ohne drehen der Schneiddüse gewechselt werden kann, ist die Heizflamme ringförmig um den Schneidkanal angeordnet. Voraussetzung für das Brennschneiden ist nur, dass die Zündtemperatur des Werkstoffes niedriger ist als seine Schmelztemperatur. Bei höher legierten Stählen oder bei NE-Metallen ist dies nicht der Fall, daher werden diese mit dem Plasma- oder Laserverfahren geschnitten.

Plasmaschneiden

Das Plasmaschneiden eignet sich für un- und niedriglegierte Stähle, aber besonders für hochlegierte Stähle und NE-Metalle. Der Lichtbogen wird durch den hohen Druck des Schneidgases gebündelt. Durch die extrem hohe Temperatur des Lichtbogens wird das Material aufgeschmolzen oder auf Zündtemperatur erhitzt. Das Material kann nun durch das Schneidgas verbrannt oder aus der Fuge gedrückt werden. Bei niedrigen Blechdicken ist das Plasmaschneiden dem Laserstrahlschneiden bezüglich der Schnittqualitäten unterlegen, bei höheren Blechdicken ist es jedoch wirtschaftlicher. Besonders hohe Schnittqualitäten werden mit dem Feinstrahl-Plasmaschneiden erreicht.

Laserschneiden

Beim Laserschneiden dient ein Laserstrahl als Wärmequelle. Auch hierbei wird das Material, wenn es Zündtemperatur erreicht hat, aufgeschmolzen oder sublimiert ist, durch den Schneidgasstrahl verbrannt oder aus der Fuge ausgeblasen.

Fugenhobeln / Brennfugen

Das Brennfugen folgt dem Prinzip des Brennschneidens. Im Unterschied hierzu wird eine gekrümmte Brennschneiddüse verwendet. Das verbrannte Material (Schlacke) wird durch den Sauerstoffstrahl und die Abgase der Heizflamme aus der Fuge ausgetragen. Besonders geeignet ist dieses Verfahren zum Entfernen schadhafter Schweißnähte.

Flammstrahlen

Das Flammstrahlen dient zur Oberflächenreinigung und Vorbehandlung von Beton und Stahl. Der Blockbrenner besteht aus dicht aneinander angeordneten Düsen, so dass eine Reihe kleiner Heizflammen entsteht. Dieser Brenner wird nun direkt über die zu reinigende Oberfläche geführt. Beim Strahlen von Beton (DIN 32539) führt die kurzzeitige Erhitzung der Oberfläche zu einem Abplatzen einer dünnen Schicht. Eventuell vorhandene Lacke, Moos oder andere Verunreinigungen werden dabei ebenfalls entfernt. Es entsteht eine saubere Oberfläche die für das Auftragen von Farben, Putz oder anderen Beschichten geeignet ist.

Beim Strahlen von Stahl werden arteigene und artfremde Bestandteile an der Oberfläche verbrannt, reduziert oder abgelöst und durch den Druck der Flamme mechanisch entfernt. Häufige Anwendungen sind z.B. der Schiffsbau oder Brückenbau. Arbeiten dieser Art dürfen jedoch nur von Personen durchgeführt werden, die eine entsprechende Eignung / Ausbildung vorweisen können.

Brennbohren

Beim Brennbohren wird eine Sauerstofflanze verwendet. Diese besteht aus einem Rohr, welches mit Stahldrähten gefüllt ist. Diese Lanze wird an einem Ende auf Zündtemperatur erhitzt und vom anderen Ende aus mit Sauerstoff gespült. Hierdurch fängt die Lanze selbständig an zu brennen. Mit diesem Werkzeug kann man nun in Beton oder Stahl bohren. Empfehlenswert ist dieses Verfahren auch für das Anstechen beim Brennschneiden höherer Blechdicken.

Thermisches Spritzen

Das Thermische Spritzen hat sich zu einem der bedeutendsten Beschichtungsverfahren entwickelt. Die wichtigsten Verfahrensvarianten sind:

• Flammspritzen mit Pulver oder Draht,
• Plasmaspritzen an Atmosphäre, im Vakuum oder unter kontrollierter Atmosphäre,
• Hochgeschwindigkeitsflammspritzen mit Pulver oder Draht.
• Kaltgasspritzen von Kupfer, Stahl, Nickel oder andere Metalle und Legierungen mit ausreichender Duktilität

So vielfältig die Oberflächenbeschichtungen dieser thermischen Spritzverfahren sind, so verschieden sind die Anforderungen an die benötigten Gase.

Während beim Flammspritzen prinzipiell mit Acetylen und Drücken bis 2,5 bar gearbeitet werden kann, werden beim Hochgeschwindigkeitsflammspritzen deutlich höhere Drücke, zwischen 5 und 8 bar bevorzugt. Der Trend bewegt sich aber immer weiter zu höheren Drücken, etwa bis 10 bar und mehr. Mit dem Hochgeschwindigkeitsflammspritzen werden hochwertige Beschichtungen erzeugt, die sich durch hohe Dichte, gute Haftung und Verschleißbeständigkeit auszeichnen. Um diese Eigenschaften sicherzustellen, muss mit hohem Druck gearbeitet werden.

Beratung, telefonisch und vor Ort

Messer bietet ein umfassendes Gaseprogramm, wie es nicht selbstverständlich ist. Aber das ist längst noch nicht alles:

Wir beraten genauso zur Verfahrensauswahl wie zu Fragen der Mechanisierung, wir sagen Ihnen, welche Versorgungsart – Flasche, Bündel oder Kaltvergaser-Flüssigversorgung – für Sie am ehesten in Frage kommt. Gerne informieren wir Sie darüber, welche weiteren Kosteneinsparpotenziale es in Ihrem Betrieb beim Schweißen, Schneiden und den verwandten Verfahren gibt.

Problemlösungen vor Ort

Bei Störungen in Ihrer Fertigung führen wir kostenlose Analysen unserer Produkte durch und helfen bei der Fehlerbeseitigung. Im Vordergrund stehen die Messung von Feuchtigkeit und Sauerstoff. Hierdurch besteht gleichzeitig die Möglichkeit andere Fehlerquellen auszuschließen.

Verfahrensoptimierungen

Wir unterstützen unsere Kunden bei der Optimierung der bestehenden Fertigung. Dies geschieht sowohl vor Ort als auch in unseren technischen Zentren in Europa.
Unser Equipment erlaubt uns die flexible Bereitstellung und Mischung individueller Gasgemische oder unterschiedlicher Standardgasgemische vor Ort. Alle Parameter werden an der Anlage des Kunden ermittelt. Eine nachträgliche Korrektur ist dann nicht mehr nötig. Ein Vergleich der Produktqualität - vorher/nachher - ist sofort sichtbar.
Ist eine Unterbrechung der Produktion nicht möglich, bereiten wir die Umstellung in einem unserer technischen Zentren vor. Hierzu werden Kundenbauteile verwendet und neue Fertigungsparameter in unserem Schweißlabor ermittelt.
Zur Untermauerung der Wirtschaftlichkeit erstellen wir auf Wunsch eine Kostenrechnung.

Um die Qualität Ihrer Produkte gewährleisten zu können, veranlassen wir auf Wunsch die erforderlichen Untersuchungen.
Hierzu zählen:

• Makroschliffe
• Mikroschliffe
• Durchstrahlungsprüfungen
• Schichtdickenmessungen
• Messen von Einbrand und Aufmischung
• Temperaturmessungen
• Messen von Strom- und Spannungsparametern
• Röntgenuntersuchungen

Forschung und Entwicklung

Unsere Tätigkeiten im Bereich Forschung und Entwicklung kommen auch unseren Kunden zu Gute. In unseren Projekten gewinnen wir detaillierten Einblick in die einzelnen schweißtechnischen Prozesse und entwickeln dabei spezielle Gasgemische.
Beim Lichtbogenspritzen erfolgt das Zerstäuben des flüssigen Werkstoffes konventionell durch Druckluft.
Durch den gezielten Einsatz von Stickstoff, Argon, Sauerstoff und anderen Gasen kann der Abschmelzvorgang kontrolliert werden. Dies führt zu einem gebündelten Beschichtungsstrahl mit weniger Overspray und einer geringeren Oxidbildung.

vorher                         nachher

Beim Schweißen von Aluminium ist ab einer bestimmten Materialstärke ein Vorwärmen erforderlich. Bei komplexen Bauteilen ist dies wegen schlechter Zugänglichkeit oft nicht möglich. Hier muss der Schweißprozess die zusätzliche Energie einbringen.

Kompetenzzentrum - Schweißen und Schneiden

Wir beraten sie gerne bei allen Fragen zur Auswahl Ihres Schweißschutzgases, sprechen Sie uns an.