Plasmaschweißgerät: Gibt’s das?
Auf plasmaschneider-abc.de dreht sich ja alles ums Plasmaschneiden, also einem Trennverfahren in der Metallbearbeitung. Die Frage ist erlaubt, ob es auch Plasmaschweißgeräte gibt. Ob man mit einem Plasma als Grundlage also auch das Gegenteil realisieren kann, nämlich einen Fügeprozess. Wenn auch Du Dir diese Frage schon einmal gestellt hast, dann ist dieser Beitrag genau richtig für Dich. Wir geben Dir eine Übersicht über die wichtigsten Schweißverfahren, die technologische Ähnlichkeiten mit dem Plasmaschneiden aufweisen. So findest Du heraus, ob es Plasmaschweißen gibt und wenn ja, wo es sich einordnen lässt.
Schutzgasschweißen: Kernelemente sind die Schutzgase und der Lichtbogen
Wenn Du die Begriffe Schutzgas und Lichtbogen hörst, dann fühlst Du Dich selbstverständlich sofort an das Plasmaschneiden erinnert. Es gibt etliche Schweißverfahren, die nach anderen Prinzipien funktionieren, z.B. Ultraschallweißen. Metallschutzgasschweißen (MSG) dagegen fasst eine Gruppe von Schweißverfahren zusammen, die zum Schmelzschweißen gehören und mit Lichtbogen arbeiten. Der Lichtbogen fungiert dabei als Wärmequelle, der einen Schweißdraht (gleichzeitig Elektrodenmaterial) zum Schmelzen bringt, welcher durch eine Motorsteuerung kontinuierlich nachgeführt wird. Parallel zum Drahtvorschub wird die Schweißstelle über eine Düse mit dem Schutz- oder Mischgas überspült, welches aufgeschmolzene Metall unter dem Lichtbogen vor Oxidation schützen soll, um eine stabile Schweißnaht zu erhalten. Grundsätzlich gibt es zwei Unterarten des MSG: MIG und MAG.
MAG: Metall-Aktivgasschweißen
Das Metall-Aktivgasschweißen (MAG) setzt reines Kohlendioxid oder häufig Mischgase aus Argon mit geringen Beimischungen von Kohlendioxid oder Sauerstoff ein. Das bevorzugte Einsatzgebiet von MAG ist die Bearbeitung von Stahl.
MIG: Metall-Inertgasschweißen
Für andere Metalle wie Aluminium, Edelmetalle oder Titan wird das Metall-Inertgasschweißen herangezogen. Gängige Schutzgase sind Argon oder Helium. In Abhängigkeit der zu bearbeitenden Metalle und der genauen Prozessanforderungen haben sich etliche Varianten des MIG-Schweißens etabliert.
Lichtbogenvariationen
Abhängig vom Leistungsbereich kommen beispielsweise der Kurzlichtbogen (niedrige Leistung), der Sprühlichtbogen (hohe Leistung) oder ein Übergangslichtbogen zum Einsatz. Sie unterscheiden sich durch die Verwendung von Kurzschlüssen (Kurzlichtbogen) zum Abschmelzen des Werkstoffs oder dem kurzschlussfreien Abschmelzprozess (Sprühlichtbogen). Weitere Ausprägungen sind der Impulslichtbogen, bei dem es zu einer Überlagerung des Grundstroms mit erhöhten Stromimpulsen kommt, der Wechselstromlichtbogen, mit dem sich der Wärmeeintrag in das Werkstück und die Elektrode besser steuern lässt, wodurch Oxide auf der Oberfläche von nichtedlen Metallen Aluminium gezielt aufgebrochen werden.
Drahtvariationen
Es gibt MIG-Verfahren wie das Mehrdrahtschweißen, die mit mehreren Schweißdrähten operieren, um einen höheren Materialeintrag zu realisieren. Außerdem gibt es spezielle Drähte, die Fülldrähte, die innen mit Schutzgasen befüllt sind, um sich die zusätzliche Gasversorgung mit Flasche zu ersparen.
Wolfram-Inertgasschweißen (WIG)
Eine Besonderheit stellt das Wolfram-Inertgasschweißen dar. Hier brennt der Lichtbogen zwischen dem Werkstück und einer Wolframelektrode. Wolfram zeichnet sich durch einen extrem hohen Schmelzpunkt aus, daher bleibt die Elektrode während des Schweißvorgangs fest und wird nicht verbraucht. Der Zusatzwerkstoff wird in diesem Fall in Form von Drähten oder Stäben in den Lichtbogen gehalten und auf diese Weise abgeschmolzen. Dazu schmilzt der Lichtbogen den Grundwerkstoff (wie bei allen anderen Lichtbogenverfahren auch). Aus demselben Grund wie bei anderen MIG-Verfahren werden inerte Schutzgase genutzt, damit sie nicht mit den Werkstoffen chemisch reagieren. Auch hier kommen typischerweise Argon oder Helium zum Einsatz. WIG-Schweißen ist langsamer als klassisches MIG-Schweißen, liefert aber bessere Nahtqualitäten.
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Plasmaschweißen
Jetzt kommen wir endlich zum Plasmaschweißen, in einer längeren Wortversion auch Plasma-Metall-Inertgasschweißen genannt. Anders als bei den MSG-Verfahren dient der Lichtbogen nicht als explizite Wärmequelle, sondern das Plasma, welches durch den Lichtbogen erzeugt wurde. Die Plasmabrenner eines Plasmaschweißgeräts arbeiten wie die der meisten Plasmaschneider mit einer HF-Zündung, die zunächst einen Pilotlichtbogen zündet. Dieser brennt dann zwischen der negativ gepolten Wolframelektrode (siehe WIG-Schweißen) und der als Düse ausgebildeten Anode. In der Folge wird die Gassäule zwischen der Düse und dem plusgepolten Werkstück ionisiert, so dass der Hauptlichtbogen kontaktlos gezündet wird. Als Plasmagase werden Gemische eingesetzt, die man vom Plasmaschneiden auch kennt, vorzugsweise aber Mischungen aus Argon und Wasserstoff bzw. Argon und Helium. Diese schützen die Schmelze vor Oxidation, sorgen für einen stabilen Lichtbogen und können zu höheren Schweißgeschwindigkeiten beitragen. Dies lässt sich auf die Einengung des Plasmas zu einer nahezu zylindrischen Gassäule erklären, weil daraus eine erhöhte Energiekonzentration resultiert, als sie beim WIG-Schweißen erzielt werden kann. Dadurch liefert das Plasmaschweißen auch einen geringeren Verzug und geringere Spannungen.
Plasma-Mikroschweißen
Der Plasmalichtbogen ist auch bei niedrigen Stromstärken unter 1 A noch stabil. Dieser Umstand sowie die Unempfindlichkeit bei Abstandsänderungen der Düse zum Werkstück prädestinieren das Plasmaschweißen für den Einsatz in der Mikroschweißtechnik. Mit Mikroplasmaschweißen (Schweißstrombereich 0,5–15 A) können selbst Bleche mit 0,1 mm Dicke noch geschweißt werden.
Plasmaschweißgerät: Zu teuer für den Heimwerker
Wenn Du nach einem Plasmaschweißgerät für den Gebrauch in Deiner Heimwerker-Garage suchst, dann wirst Du es schwer haben beziehungsweise, Du musst genau hinschauen, ob es sich wirklich um ein Plasmaschweißgerät handelt. Denn die üblichen Geräte sind Plasmaschneider-Kombigeräte. Das heißt, Du bekommst beim Kauf ein 2in1- oder 3in1-Gerät, mit dem Du Plasmaschneiden und WIG-Schweißen (plus gegebenenfalls irgendein anderes Schweißverfahren) machen kannst. Aber ein echtes Plasmaschneidgerät findest Du typischerweise nur für den gewerblichen Bereich. Es kostet dann mehrere Tausend Euro. Plasma-Mikroschweißgeräte liegen sogar häufig im fünfstelligen Bereich.
Plasmaschweißen und Plasmaschweißgeräte: Das Wichtigste in Kürze
Plasmaschweißen ist ein gängiges Schweißverfahren, welches aufgrund der Wolframelektrode am engsten mit dem WIG-Schweißen verwandt ist. Im Gegensatz zum üblichen Metall-Schutzgasschweißen ist beim Plasmaschweißen das Plasma die Wärmequelle zum Aufschmelzen des Zusatzwerkstoffs, und nicht der Lichtbogen selbst. Plasmaschweißen ist sehr gut als Mikroschweißverfahren geeignet. Echte Plasmaschweißgeräte sind sehr teuer.
