Vier etablierte Verfahren beim Bolzenschweißen

Beim Bolzenschweißen mit einem Lichtbogen haben sich vier Verfahren als die gebräuchlichsten Schweißverfahren etabliert. Wichtig dabei sind für alle gängigen Bolzengrößen und Werkstoffe die passende Vorgehensweise und korrekte Parameter. NE-Metalle oder Sonderformen lassen sich mit diesen Schweißverfahren in gleichbleibender Qualität verarbeiten.

Das übergreifende Verfahren zum Schweißen von Bolzen ist das Lichtbogen-Schmelzschweißen. Bei diesem Verfahren wird der Bolzen nach dem Aufsetzen zunächst in einem kleinen Abstand zum Grundmaterial gehalten. Beim Einschalten des Schweißstroms entsteht ein Lichtbogen, welcher an der Unterseite des Bolzens und dem Kontaktpunkt vom Grundmaterial eine hohe Temperatur erzeugt. Diese Temperatur lässt beide Punkte aufschmelzen und das sogenannte "Schweißbad" entsteht. Der Bolzen wird mit aufgeschmolzener Unterseite in das ebenfalls verflüssigte Grundmaterial gepresst. Die Werkstoffe vermischen sich miteinander und erstarren. Damit ist das Schweißen abgeschlossen und die dauerhafte Verbindung zwischen Bolzen und Grundmaterial gewährleistet. Zur Unterstützung des Lichtbogens und zur Desoxidation des Schweißbades ist bei größeren Bolzen die Unterseite mit einer kleinen Aluminiumkugel als Zusatzwerkstoff ausgestattet.

Beim Schutzgasschweißen wird der Bolzen komplett mit einer Manschette umhüllt. In diese Manschette wird vor dem Schmelzschweißen das Schutzgas eingeleitet. Dieses verdrängt den Sauerstoff an der Schweißstelle und gewährleistet so, dass die Materialien beim Schweißen nicht oxidieren können. Der potenziell vorhandene Restsauerstoff wird durch den Zusatzwerkstoff an der Unterseite des Bolzens verbraucht. Die Stähle oder NE-Metalle von Bolzen und Grundmaterial können sich so verflüssigen, ohne zu verbrennen. Das eingeleitete Schutzgas sorgt für eine saubere Schweißverbindung.

Das Schweißen mit Spitzenzündung erfolgt mit speziellen Bolzen mit ausgeformter Spitze. Dabei unterscheidet man zwischen dem Schweißen "mit Spalt" und "ohne Spalt". Das Schweißen mit Spitzenzündung eignet sich für Bolzen mit einem Durchmesser von maximal 8 Millimeter. Als Werkstoffe kommen für dieses Schweißverfahren Stähle und NE-Metalle infrage. Das Schweißen mit Spitzenzündung ist mit 1-3 Millisekunden sehr schnell. Es eignet sich damit besonders für die serielle Bearbeitung von dünnen Blechen. Aufgrund der geringen Wandstärken der verarbeiteten Stähle oder NE-Metalle und der schnellen Verarbeitungszeit kommt das Schweißen mit Spitzenzündung ohne Schweißbadschutz aus.

Alternativ zum Schweißen mit Spitzenzündung ist auch das Kurzzeit-Bolzenschweißen für zylindrische Schweißbolzen bis maximal 12 mm Durchmesser verfügbar. Mit 5-100 Millisekunden ist dieses Schweißverfahren zwar etwas langsamer als das Bolzenschweißen mit Spitzenzündung. Es ist aber immer noch sehr schnell. Bei diesen schnellen Verfahren ist Aluminium als Zusatzwerkstoff nicht erforderlich. Diese Form vom Bolzenschweißen eignet sich für das Lichtbogenhandschweißen ebenso wie für serielle und automatisierte Schweißprozesse. Für gleichbleibende Qualität beim Schmelzschweißen ist eine genaue Überwachung der Schweißparameter erforderlich.

Schweißbolzen lassen sich auch zum effizienten Auffüllen von unerwünschten Löchern im Grundmaterial verwenden. Es ist nicht so effektiv wie das normale Auftragsschweißen, kann aber unter Umständen ausreichend sein. Dazu wird das Loch auf den Bolzendurchmesser aufgebohrt und der Schweißbolzen gesetzt. Nach dem Setzen des Bolzens wird der Überstand abgeschliffen und ggf. mit Lötzinn als Zusatzwerkstoff verfüllt. Dieses Schmelzschweißen eignet sich aber nur für kosmetische Korrekturen.