ALUMINIUMSCHWEISSEN

Verbinden von Aluminium-Bauteilen mittels > Schweißen, i.d.R. > WIG-Schweißen
(BILD 67).

Beim Verschweißen von Bauteilen aus Aluminium muß eine Besonderheit dieses
Leichtmetalls berücksichtigt werden: An der Luft verbindet sich die blanke
Metalloberfläche augenblicklich mit dem Luftsauerstoff zu Aluminiumoxid.

Diese Schicht ist ausgesprochen hart (als Korund in Schmirgelmitteln bekannt)
und schmilzt erst bei 2.050° C. Während das darunterliegende Aluminium bereits
flüssig ist, deckt die noch unbeschadete Oxidschicht das Metall ab und vermeidet
somit das Ineinanderschmelzen der Bauteile an der Schweißnaht.

Die Oxidschicht läßt sich jedoch durch sog. Wechselstromschweißen "aufbrechen"
(BILD 68). Der  Lichtbogen baut sich dabei abwechselnd einmal von der
Schweißelektrode zum Werkstück auf und umgekehrt. Letzteres Ereignis bewirkt das
gewünschte "Aufbrechen" der Oxidschichte.

Probleme kann die Oxidschichte der späteren sog. Schweißwurzel - der unteren,
vom Schweißer abgekehrten Seite - bereiten. Wird hier nicht ausreichend
gründlich entgratet, kann das Metall an der Untrerseite nicht zusammenschmelzen:

Die Wechselwirkung des Lichtbogens reicht nicht bis in die Tiefe der
Schweißnaht, die Oxidschicht liegt als Kerbe (BILD 69) in der Mitte der Wurzel
und senkt die Dauerbelastbarkeit der Schweißnaht.

Weitere Besonderheiten: Die Schweißkanten dürfen nicht poliert sein, da sonst
ein erheblicher Teil der Lichtbogenernergie wie von einem Spiegel reflektiert
werden würde. Der Lichtbogen "greift" nicht richtig und irrt unruhig über die
Werkstoffoberfläche. Folge: Der Werkstoff schmilzt nicht zielgenau auf. Optimal
hingegen sind feingeschmirgelte oder mit einer feinen Drahtbürste behandelte
Oberflächen.

Angesichts seiner im Vergleich zum Stahl doppelt so großen Wärmeausdehnung neigt
Aluminium stark zum Schweißverzug. Vorläufiges Heften der zu verbindenden Teile
an einigen diagonal voneinander angeordneten Stellen sowie ein Vorwärmen (BILD
70) der zu verschweißenden Teile verringert den Schweißverzug.

Weitere Feinheiten:

* Die Schweißnaht sollte möglichst schmal gehalten werden, um den Verzug und
Spannung bringenden Wärmeeinfluß zu minimieren. Das wiederum verlangt dünnere
Schweißstäbe und manuelle Fertigkeit vom Schweißer, denn der Draht schmilzt
schneller ab und muß rascher nachgeführt werden;
* knappe Überstände wie an der Verbindung Oberrohr/Steuerrohr können die beim
Schweißen entstehende Wärme nicht in dem erforderlichen Maße ableiten und
schmelzen mitunter stellenweise ganz weg. Großzügig bemessene Überstände
vermeiden solche Ungemach und werden z.T. nach dem Schweißen maschinell wieder
abgetragen;
* beim Schweißen wird die vom > Strangpressen oder Ziehen der Rohre herrührende,
festigkeitssteigernde Ausrichtung der einzelnen Kristalle im Aluminiumgefüge
aufgeschmolzen und in ein weniger belastbares Gußgefüge umgewandelt. Diese
Schwächung kann durch sog. > Auflegieren der Schweißnaht (der > Schweißzusatz
besteht aus höherwertiger Legierung) ausgeglichen werden;
* während die thermische Belastung bei den meisten schweißbaren > Legierungen
durch nachfolgendes > Lösungsglühen mit anschließender > Aushärtung wettgemacht
werden muß, härtet die Legierung AlZn4,5Mg1 von selbst wieder aus. Bei dieser
Legierung wird der Rahmen interessanterweise sofort nach dem Schweißen
gerichtet, bei anderen Legierungen erfolgt dies erst nach dem Lösungsglühen.

Copyright und redaktionelle Inhalte:
Dipl.Ing.FH Christian Smolik 18.05.2000
technische Umsetzung:
Dipl.Ing.FH Jörg Bucher zuletzt am 18.05.2000