Metall schweißen – Verfahren nach Material und Wandstärke

Metall schweißen ist eine der zentralen Fügetechnologien in der industriellen Metallbearbeitung. Ob dünnes Blech, dicker Stahlträger oder komplexer Aluminiumrahmen – die Wahl des geeigneten Verfahrens bestimmt die Qualität der Verbindung und beeinflusst Kosten, Verzug und Nacharbeit. Gleichzeitig stellt die Beschichtung von Aluminium spezifische Anforderungen an die Vorbehandlung, damit die Pulverschicht haftet und der Korrosionsschutz lange besteht. In diesem Beitrag erhalten Sie eine praxisnahe Übersicht über gängige Schweißverfahren, ihre Eignung je nach Material und Wandstärke sowie Hinweise zur anschließenden Beschichtung. Nach der Lektüre wissen Sie, welches Verfahren für Ihren Anwendungsfall geeignet ist, welche Parameter entscheidend sind und worauf bei der Projektplanung zu achten ist.

Grundlagen des Schweißens

Beim Schweißen werden Werkstoffe durch Wärmeeinwirkung dauerhaft miteinander verbunden. Je nach Verfahren entsteht die Wärme durch Lichtbogen, Laserstrahlung oder ein Pulverbett. Die Schweißnaht sollte eine metallurgisch homogene Verbindung bilden und weder Risse noch Poren aufweisen. Im Folgenden werden die wichtigsten Prozesse vorgestellt.

Lichtbogenverfahren

• MIG/MAG‑Schweißen (GMAW): Bei diesen Verfahren brennt ein Lichtbogen zwischen einem kontinuierlich zugeführten Draht und dem Werkstück. Der Lichtbogen schmilzt Draht und Grundmaterial, das Schutzgas verhindert Oxidation. MIG (Metall-Inertgas) nutzt inerte Gase wie Argon und eignet sich für Aluminium, Kupfer und CrNi‑Stähle. MAG (Metall-Aktivgas) verwendet meist Argon‑CO₂‑Gemische oder CO₂ und ist verbreitet für unlegierten und legierten Stahl. Für bleche von 2–4 mm ist MIG/MAG das Standardverfahren; bei 5–6 mm sind mehrere Lagen erforderlich.
• WIG‑Schweißen (TIG/GTAW): Der Lichtbogen brennt zwischen einer nicht abschmelzenden Wolframelektrode und dem Werkstück. Das Schutzgas (meist Argon) verhindert Oxidation. Zusatzwerkstoff wird separat zugeführt. WIG ermöglicht sehr präzise Nähte, geringe Spritzer und eignet sich deshalb für dünne Bleche (bis etwa 1,5 mm), Aluminiumlegierungen (1–3 mm) und hochwertige Edelstahlverbindungen. Allerdings ist die Schweißgeschwindigkeit niedrig und der Prozess erfordert geübte Bediener.
• Lichtbogenhandschweißen (E‑Hand/SMAW): Eine ummantelte Stabelektrode schmilzt ab und bildet gleichzeitig Schlacke und Schutzgas. Der Prozess ist robust, mobil und unempfindlich gegenüber Wind, daher für Baustellen geeignet. Er hat jedoch eine höhere Spritzerbildung und eignet sich vor allem für dickere Querschnitte und Reparaturschweißungen.
• Fülldrahtschweißen (FCAW): Hier wird ein röhrenförmiger Draht mit Füllpulver verwendet. Das Pulver bildet Schutzgas und Schlacke. Das Verfahren kombiniert Vorteile von MAG und E‑Hand, erreicht hohe Abschmelzleistungen und ist für dickere Bleche in Serienfertigung interessant.
• Unterpulver‑Schweißen (SAW): Ein kontinuierlicher Draht schmilzt unter einer dichten Schlackeschicht aus Fluxpulver. SAW ermöglicht sehr tiefe Einbrandtiefe und hohe Abschmelzleistung und wird für Wandstärken ab ca. 8–10 mm verwendet. Es ist automatisierbar und kommt z. B. beim Behälterbau und im Stahlbau zum Einsatz.
• Laserstrahlschweißen: Ein fokussierter Laserstrahl erzeugt eine sehr schmale Schweißnaht mit geringer Wärmeeinflusszone. Laser eignet sich für dünnwandige Edelstahl‑ und Aluminiumbauteile oder Präzisionsbauteile und kann automatisiert und mit minimaler Verformung arbeiten. Dickere Materialstärken erfordern hohe Laserleistungen und ggf. Zusatzdraht.

Prozessparameter

Die Qualität einer Schweißnaht hängt nicht nur vom Verfahren ab, sondern auch von den Prozessparametern. Wichtige Stellgrößen sind Schweißstrom, Spannung, Drahtvorschub, Schweißgeschwindigkeit, Gasart, Elektrodendurchmesser und Wärmeeinbringung. Für MIG/MAG gibt es Faustregeln zur Stromstärke. Beispielsweise werden beim MAG‑Schweißen von Stahlblechen bis 3 mm Wandstärke Ströme von 160 A empfohlen, bis 4 mm ca. 180 A, bei 6 mm bis 200 A. Beim WIG‑Schweißen liegen die Ströme bei 120 A für Materialdicken bis 2 mm, 200 A bis 4 mm und 250 A bis 6 mm. Diese Werte sind Richtwerte; tatsächliche Einstellungen hängen vom Werkstoff, der Wärmeableitung und der Nahtvorbereitung ab.

Schweißverfahren nach Material und Wandstärke

Die Wahl des Schweißprozesses richtet sich wesentlich nach der Wandstärke und dem Werkstoff, denn diese Parameter bestimmen die erforderliche Wärmeeinbringung und die Gefahr von Verzug oder Rissen. Nachfolgend werden Empfehlungen aufgeführt, die sich aus der Praxis und der Literatur ergeben.

Dünnbleche (< 1,5 mm)

Bei sehr dünnen Blechen besteht die Gefahr von Durchbrand und Verformung. WIG‑Schweißen ist hier die erste Wahl: Der Lichtbogen ist konzentriert, die Wärmeeinbringung präzise und kontrollierbar. Auch das Laserstrahlschweißen ist für sehr dünne Bauteile geeignet. MIG/MAG im Kurzlichtbogenbetrieb kann ebenfalls genutzt werden, wenn sehr sorgfältig gearbeitet wird. Die Beschichtung von Aluminium nach dem Schweißen erfordert hier besondere Vorsicht, da dünne Aluminiumbleche während des Pulverbrennens leicht verziehen oder eine Orangenhaut bilden können. Eine Schichtdicke von 60–80 µm bietet guten Schutz bei akzeptabler Wärmelast.

Vorteile: Minimales Risiko von Spritzern, feine Kontrolle, sehr saubere Naht.

Risiken: Geringe Schweißgeschwindigkeit, hohe Anforderungen an den Schweißer, Gefahr des Durchbrandes bei unsachgemäßer Handhabung. Dünne Bleche neigen zudem zu Verzug; Spannvorrichtungen und Wärmesenken helfen.

Blechdicken 2–4 mm

In diesem Bereich ist MIG/MAG‑Schweißen das Standardverfahren. Die Wärmeeinbringung ist höher als beim WIG, aber immer noch gut kontrollierbar. Für Edelstahl und Aluminium wird oft pulsed MIG/MAG eingesetzt, das mit gepulstem Strom arbeitet und die Wärmeeinbringung verringert. Laut metallbauauswahl kommen in diesem Bereich MIG/MAG zum Einsatz. WIG bleibt für filigrane Nähte oder wenn höchste Sichtqualität gefordert wird relevant, ist aber langsamer.

Vorteile: Hohe Abschmelzleistung und Schweißgeschwindigkeit, wirtschaftlich für Serienfertigung, gute Spaltüberbrückung.

Risiken: Wärmeeinflusszone größer als bei WIG, moderate Spritzerbildung, Nacharbeit durch Schlackenentfernung bei MAG.

Blechdicken 5–6 mm

Ab Wandstärken von rund 5 mm ist es sinnvoll, mit mehreren Lagen zu schweißen, um Einbrand und Festigkeit sicherzustellen. MAG im Sprühlichtbogen oder MIG/MAG mit Mehrlagentechnik sind typische Verfahren. Nach metallbauauswahl wird ab 5 mm MAG mit Mehrlagentechnik empfohlen. Für rostfreie Stähle kann SAW zum Einsatz kommen, wenn große Längen automatisiert geschweißt werden. Beim Schweißen von Aluminium in diesem Dickenbereich weichen viele Betriebe auf MIG aus, da die höhere Einbrandleistung des durchgehend gepulsten MIGs erforderlich ist. Eine saubere Nahtvorbereitung (Fase, Spalt) ist wichtig, um Bindefehler zu vermeiden.

Vorteile: Gute Kontrolle der Wärmeeinbringung bei mehreren Lagen, hohe Festigkeit der Naht, automatisierbar.

Risiken: Längere Fertigungszeit, Wärmeeinwirkung über mehrere Lagen führt zu größerer HAZ, Verzug muss durch Vorrichtungen minimiert werden. Bei Aluminium müssen Werkstücke vorgewärmt (ca. 65–95 °C) werden, um Rissbildung zu vermeiden.

Wandstärken ab 8 mm

Für große Wandstärken ist die Wärmeeinbringung entscheidend. Unterpulver‑Schweißen (SAW) liefert hohe Abschmelzleistungen und tiefe Einbrandtiefe und ist damit das Verfahren der Wahl für 8–12 mm starke Bauteile sowie für Strukturen ab 15 mm. Bei starken Platten wird oft Vorwärmen verlangt, um Wasserstoffaufnahme und Rissbildung zu vermeiden. Auch Plasmaschweißen kommt zum Einsatz, das mit einem konzentrierten Plasmastrahl arbeitet und tiefe Einbrandtiefe erzeugt, aber spezialisierte Ausrüstung erfordert. Mehrlagige MAG‑Schweißungen sind für mittlere Lagen üblich, wobei die Wurzelnaht im WIG oder MIG ausgeführt wird und die Fülllagen im MAG. Für Aluminium dicker als 4 mm empfiehlt ESAB den Einsatz von MIG, ggf. mit Helium-Zusatz im Gas, sowie Vorwärmen.

Vorteile: Hohe Produktivität, tiefe Einbrandtiefe, geringe Anzahl von Übergängen. SAW und Plasma lassen sich automatisieren und liefern reproduzierbare Nahtqualität.

Risiken: Hohe Wärmeeinbringung führt zu großen Wärmeeinflusszonen und möglichem Verzug; Vorwärmen und kontrollierte Abkühlung sind wichtig. Die Anlagen sind kostenintensiv und erfordern erfahrenes Personal.

Material – Besonderheiten

Stahl

Unlegierter Baustahl lässt sich mit allen gängigen Verfahren schweißen. Für dünne Bleche wird WIG oder MIG/MAG verwendet; bei mittleren Dicken ist MAG weit verbreitet. Bei großen Querschnitten empfiehlt sich SAW. Baustahl verträgt relativ hohe Wärme; Vorwärmen ist meist erst ab 25 mm Wandstärke erforderlich, während dünnere Bleche ohne Vorwärmen verarbeitet werden können. Wichtig sind eine saubere Nahtvorbereitung und die Auswahl des passenden Zusatzwerkstoffs.

Edelstahl (rostfreie Stähle)

Edelstahl erfordert kontrollierte Wärmeeinbringung, da sonst interkristalline Korrosion droht. Dünne Bleche und Wurzellagen werden vorzugsweise im WIG‑Verfahren geschweißt; für höhere Abschmelzleistung kann pulsed MAG genutzt werden. Vorwärmen ist selten notwendig, aber zu hohe Temperaturen müssen vermieden werden, um Gefügeversprödung zu verhindern. Für Bleche von 0,8–2 mm empfehlen Fachquellen pulsed MIG/MAG. Bei 3–6 mm können MAG oder Laser verwendet werden; dickeres Material wird oft mit SAW oder Plasma bearbeitet.

Aluminium

Aluminium ist leicht, aber besitzt eine hohe Wärmeleitfähigkeit und bildet eine Oxidschicht mit höherer Schmelztemperatur als das Grundmaterial. Für dünne Bleche (1–3 mm) ist WIG ideal, da AC‑Strom das Oxid aufbricht und die Wärmeeinbringung gering bleibt. Bei dickeren Blechen ab 4 mm wird MIG empfohlen, da es höhere Abschmelzleistung bietet; Gasgemische mit Helium erhöhen die Wärmeleistung und verbessern den Einbrand. Eine Vorwärmung von 65–95 °C minimiert Rissbildung. Aluminium reagiert stark auf Verunreinigungen; sorgfältiges Entfetten und Entfernen der Oxidschicht vor dem Schweißen sind Pflicht. Die Beschichtung von Aluminium nach dem Schweißen erfordert zusätzliche Schritte, die im späteren Kapitel erläutert werden.

Weitere Metalle

Kupfer und Messing lassen sich aufgrund ihrer hohen Wärmeleitfähigkeit und Neigung zur Oxidation schwieriger schweißen. TIG und MIG in Verbindung mit Argon oder Helium sind üblich; Vorwärmen ist ratsam. Titan und Nickellegierungen werden vorzugsweise mit WIG oder Laser geschweißt; sie erfordern hochreines Schutzgas und besondere Nahtvorbereitung. Gusseisen wird meist gelötet oder mit speziellen Nickel‑Elektroden und Vorwärmung geschweißt. Da diese Anwendungen eher Nischen darstellen, liegen die Schwerpunkte dieses Artikels auf Stahl, Edelstahl und Aluminium.

Qualitätskriterien und Fehlerbilder

Unabhängig vom gewählten Verfahren gibt es typische Qualitätsmerkmale, die jede Schweißnaht erfüllen sollte:

• Durchgehende Verbindung: Keine Bindefehler zwischen den Werkstücken; ausreichender Einbrand.
• Nahtgeometrie: Gleichmäßige Nahtbreite und -höhe; bei Kehlnähten sollte die Schenkellänge dem statischen Nachweis entsprechen.
• Frei von Poren und Rissen: Porosität weist auf falsche Schutzgasführung oder Verunreinigungen hin; Risse entstehen durch zu hohe Härte, Zugspannungen oder Wasserstoff.
• Geringe Verformung: Verzug entsteht durch ungleichmäßige Erwärmung und Schrumpfung. Gegenmaßnahmen sind kurze Heftnähte, symmetrischer Schweißverlauf, Verwendung von Spannvorrichtungen, Zwischenlagentemperaturkontrolle und ggf. Gegenverzug.
• Oberflächenqualität: Spritzer, Schlacke und Oxide müssen entfernt werden. Bei sichtbaren Nähten empfiehlt sich Nachschleifen oder Bürsten.
• Dokumentation und Prüfung: Sichtprüfung, Durchstrahlungsprüfung, Ultraschall‑ oder Magnetpulverprüfung sichern die Qualität. Je nach Anwendungsnorm sind Prüfungen obligatorisch.

Typische Fehlerbilder sind Lackschäden durch übermäßige Wärmeeinbringung, Einbrandkerben, Unterbrechungen in der Naht, Kraterrisse und Überhitzung bei Aluminium (Orangenhaut). Bei Stahl können Härterisse oder Wasserstoffrisse auftreten; bei Edelstahl droht Ferritausbildung oder Sensibilisierung. Diese Fehler lassen sich durch korrekte Parameter, geeignete Zusatzwerkstoffe, ausreichende Vor- und Zwischenwärme sowie saubere Arbeitsumgebung vermeiden.

Checkliste für Angebot und Konstruktion

Eine präzise Anfrage beschleunigt die Angebotserstellung und reduziert Rückfragen. Folgende Angaben helfen dem Fertiger, das richtige Verfahren und die nötigen Ressourcen auszuwählen:

1. Werkstoff: Legierung und Werkstoffnummer (z. B. S235JR, 1.4301, EN AW‑5754).
2. Wandstärke und Blechformat: Dicke, Länge und Breite; bei Rohren Durchmesser und Wandstärke.
3. Nahtart und Geometrie: Butt‑, Kehlnähte, Überlappungen; Position (ebene Lage, Wannenlage, Überkopf usw.).
4. Zugänglichkeit: Einseitig oder beidseitig zugänglich; eingeschränkter Arbeitsraum.
5. Produktionsmenge: Einzelstück, Kleinserie, Serie – beeinflusst die Wahl zwischen manueller und automatisierter Fertigung.
6. Oberflächenanforderungen: Sichtnaht, nachfolgende Beschichtung oder galvanische Behandlung; gewünschte Rauheit vor Beschichtung.
7. Toleranzen: Angaben zur zulässigen Form‑ und Lagetoleranzen und erforderlicher Prüfumfang.
8. Beschichtung Aluminium: Falls Aluminium beschichtet wird, Angabe zur gewünschten Pulverbeschichtung inklusive Farbton, Glanzgrad, Schichtdicke (Standard 60–80 µm bzw. 50–125 µm) und Einsatzumgebung (Innen/außen).
9. Besondere Anforderungen: Lebensdauer, Schweißprüfungen nach EN ISO 9606, DIN EN 1090, Zertifizierungen, Dokumentation.

Pulverbeschichtung von Aluminium – Vorbehandlung und Schichtdicke

Die sekundären Keywords „beschichtung aluminium“ und „beschichtung von aluminium“ beziehen sich auf die Oberflächenveredelung nach dem Schweißen. Aluminium lässt sich pulverbeschichten, wenn die Oberfläche richtig vorbereitet ist. Eine gute Beschichtung schützt vor Korrosion, UV‑Strahlung und mechanischer Beanspruchung und erhöht die optische Wertigkeit.

Vorbehandlung

Die Oxidschicht von Aluminium schützt zwar vor Korrosion, verhindert aber eine dauerhafte Haftung der Pulverschicht. Daher besteht die Vorbehandlung aus mehreren Schritten:

1. Entfetten und Reinigen: Verschmutzungen, Öl und Abrieb werden entfernt. Für Stahl werden oft alkalische oder saure Reiniger eingesetzt; bei Aluminium ist eine schonende, chromfreie Entfettung üblich.
2. Beizen bzw. Ätzen: Durch ein chemisches Beizbad wird die natürliche Oxidschicht abgetragen. Für Aluminium kommen saure bzw. fluoridhaltige Beizlösungen (z. B. Ammoniumfluorid) zum Einsatz, wie es industrieseitig üblich ist.
3. Konversionsschicht: Nach dem Beizen wird eine chromfreie Konversionsschicht (z. B. Zirkon- oder Titan‑basierte Schicht) aufgebracht. Sie verbessert Haftung und Korrosionsbeständigkeit. Die Lippert‑Quelle beschreibt für Aluminium das Reinigen, Degreasing, Beizen und anschließende Aufbringen einer chemischen Konversionsschicht als Standard.
4. Spülen und Trocknen: Mehrere Spülgänge mit deionisiertem Wasser verhindern Einschluss von Restchemikalien. Anschließend wird das Werkstück getrocknet, um Wasserflecken zu vermeiden.
5. Mechanische Vorbehandlung (optional): Bei grober Vorbearbeitung oder stark oxidierten Oberflächen können Sweep‑Blasting oder Schleifen erforderlich sein, um eine Rauheit von Rz 40–80 µm zu erzielen; dies begünstigt die Haftung des Pulvers. Zum Beispiel empfiehlt IGP Pulvertechnik eine Rauheit zwischen 40 und 80 µm für guten Korrosionsschutz.

Beschichtungsprozess

Die Pulverbeschichtung verläuft in mehreren Stufen:

1. Aufladen und Aufsprühen: Das Pulver wird elektrostatisch aufgeladen und mit einer Pistole auf die leitfähige Aluminiumoberfläche gesprüht. Die elektrostatische Anziehung sorgt für gleichmäßige Verteilung.
2. Gasschlüsse und Backen: Anschließend wird das Bauteil im Ofen (typisch 180–200 °C) eingebrannt, sodass das Pulver schmilzt und vernetzt. Bei Aluminium ist die Wärmeleitfähigkeit hoch; das Bauteil erwärmt sich schnell und die Einbrandzeit ist kurz. Wichtig ist, vor dem Backen alle Schweißverunreinigungen zu entfernen, da eingebrannte Schweißspritzer die Oberfläche dauerhaft beeinträchtigen.
3. Abkühlung und Prüfung: Nach dem Einbrennen kühlt das Bauteil kontrolliert ab. Die Schichtdicke wird mit Wirbelstrom‑ oder magnetinduktiven Messgeräten geprüft. Qualitätskriterien umfassen Haftfestigkeit, Glanzgrad, Farbtongenauigkeit und Schichtdicke.

Schichtdicke

Typische Pulverschichtdicken liegen bei 60–80 µm für allgemeine Architektur- und Industrieteile. Die Unionfab‑Guideline nennt übliche Bereiche von 50–125 µm für allgemeine Anwendungen, mit 60–80 µm für Architektur und 100–250 µm für Industrieanwendungen. Bei stark beanspruchten Bauteilen können mehrere Lagen oder dickere Schichten von 100–150 µm aufgetragen werden, während dünne, leicht lösbare Schichten (z. B. temporäre Schutzbeschichtungen) 25–37 µm betragen. Eine zu dicke Schicht führt zu Oberflächendefekten wie Orangenhaut, Rissen oder Spannungen, während eine zu dünne Schicht unzureichenden Korrosionsschutz bietet.

Beschichtungsqualität sichern

• Temperaturkontrolle: Die Einbrenntemperatur muss über die gesamte Bauteiloberfläche gleichmäßig sein. Zu niedrige Temperaturen führen zu unvollständigem Vernetzen; zu hohe Temperaturen können das Aluminium ausglühen und seine Festigkeit beeinträchtigen.
• Oberflächenprüfung: Haftzugtests, Gitterschnittprüfungen und Schlagtests überprüfen die Festigkeit der Pulverschicht. Insbesondere Schlagtests (nach ASTM D2794) geben Auskunft über die Flexibilität der Beschichtung.
• Korrosionsprüfungen: Salzsprühnebel‑Tests (nach ISO 9227) oder Kondenswassertests beurteilen die Langzeitbeständigkeit. Bei Aluminiumpulverbeschichtungen werden Korrosionsschutzeigenschaften erst bei ausreichender Schichtdicke und geeigneter Vorbehandlung erreicht.
• Reinigung und Pflege: Pulverbeschichtete Oberflächen sollten regelmäßig mit milden, neutralen Reinigern gereinigt werden. Als Pflegemittel eignen sich pH‑neutrale Seifenlösungen; Lösungsmittel oder starke Säuren und Laugen dürfen nicht verwendet werden. Zudem sollte die Oberfläche bei Temperaturen unter 30 °C gereinigt werden, um Beschichtungsschäden zu vermeiden.

Prozessketten und Kombinationen

Die Fertigung von Schweißbaugruppen umfasst häufig mehrere Schritte: Schneiden, Richten, Schweißen, Schleifen, Prüfen und Beschichten. Damit alle Prozessschritte aufeinander abgestimmt sind, sollte man folgende Ketten berücksichtigen:

1. Schneiden und Vorbereiten: Laser- oder Wasserstrahlschneiden liefern präzise Zuschnitte mit minimalem Wärmeeinfluss und guter Kantenqualität. Die Kanten müssen vor dem Schweißen entfettet und ggf. gebrochen werden, damit keine scharfen Grate die Pulverschicht unterwandern.

1. Richten und Heften: Vor dem finalen Schweißen werden Bauteile geheftet. Die Heftnähte müssen ausreichend stark sein, um Verzug zu vermeiden, aber so platziert werden, dass sie nicht den finalen Einbrand beeinträchtigen.
2. Schweißen: Wie oben beschrieben, wählt man das geeignete Verfahren und passt Parameter an Material und Wandstärke an.
3. Schleifen und Entgraten: Nach dem Schweißen werden Spritzer, Schlacke und Anlauffarben entfernt. Für Aluminium ist vorsichtiges Schleifen wichtig, um die Oxidschicht vor der Beschichtung vollständig zu entfernen; es darf jedoch nicht zu viel Material abgetragen werden.
4. Vorbehandlung und Beschichten: Wie im Abschnitt „Pulverbeschichtung von Aluminium“ beschrieben.

Die Wahl der passenden Prozessfolge hängt von der Bauteilgeometrie und dem Qualitätsanspruch ab. Bei komplexen Baugruppen kann eine Zwischenstrahlungsprüfung notwendig sein, um tiefliegende Fehler vor dem Beschichten zu erkennen.

Beispiele und Anwendungsfälle

Um die Verfahren greifbar zu machen, sollen einige typische Szenarien skizziert werden:

1. Dünnwandige Edelstahlverkleidung: Für Maschinengehäuse aus 1 mm Edelstahl werden die Bleche mit dem Laser zugeschnitten, im WIG‑Verfahren verschweißt und anschließend fein geschliffen. Dank geringer Wärmeeinbringung und präziser Nahtkontrolle bleiben Verzug und Anlauffarben minimal. Nach dem Schweißen kann das Bauteil elektropoliert oder gebürstet werden.
2. Aluminiumrahmen für Transportbox: Ein 3 mm Aluminiumrahmen wird mit WIG geschweißt. Die Rohrenden werden zuvor entgratet und mechanisch gereinigt. Nach dem Schweißen erfolgt eine Pulverbeschichtung in RAL‑Farbe. Vor dem Beschichten wird das Bauteil entfettet, gebeizt und mit einer Zirkonkonversionsschicht versehen; die Pulverschicht wird mit ca. 70 µm eingebrannt und bietet Korrosionsschutz für den Außeneinsatz.
3. Stahlkonstruktion für Fördertechnik: Für eine Konstruktion aus 12 mm Stahlplatten wird Unterpulver‑Schweißen eingesetzt. Die Platten werden mit 60°‑Fasen versehen, vorgewärmt und in mehreren Lagen verschweißt. Nach dem Schweißen erfolgt eine magnetpulverbasierte Prüfung, anschließend wird das Bauteil gestrahlt und in mehreren Schichten (Zinkgrundierung und Decklack) beschichtet.
4. Kleinserie von Edelstahlbehältern: Rostfreie Behälter mit 3 mm Wandstärke werden per Laser zugeschnitten und im pulsed MIG‑Verfahren geschweißt, um Spritzer zu minimieren. Nach dem Schweißen erfolgt eine säurefreie Passivierung und abschließend eine dekorative Pulverbeschichtung mit 60 µm Schichtdicke.

Diese Beispiele verdeutlichen, dass Material, Wandstärke und Stückzahl maßgeblich darüber entscheiden, welches Schweißverfahren und welche Beschichtung gewählt werden.

FAQ

1. Wann sollte ich WIG statt MIG/MAG einsetzen?  WIG eignet sich für dünne Bleche (bis ca. 1,5 mm) und hochqualitative Nähte. MIG/MAG ist schneller und wirtschaftlicher für 2–4 mm Blechdicken. Bei dickeren Abschnitten ist ein Mehrlagenaufbau im MAG‑Verfahren oder SAW nötig.

2. Kann man Aluminium mit MAG schweißen?  Ja, aber es erfordert spezielle Drahtsorten (Aluminiumlegierungen) und Schutzgas (Argon oder Argon/Helium). Bei dicken Teilen (ab 4 mm) wird MIG bevorzugt; für dünne Aluminiumbleche ist WIG durch seinen AC‑Modus besser geeignet.

3. Welche Schweißströme sind für verschiedene Blechstärken üblich?  Beim MAG‑Schweißen von Stahl empfiehlt die Literatur z. B. 160 A für 0,5–3 mm, 180 A für bis 4 mm und bis 200 A für 6 mm. Beim WIG‑Schweißen liegen die Ströme bei ca. 120 A (bis 2 mm), 200 A (bis 4 mm) und 250 A (bis 6 mm). Für Aluminium müssen höhere Ströme verwendet werden, insbesondere bei MIG.

4. Was ist bei der Beschichtung von Aluminium nach dem Schweißen zu beachten?  Eine gründliche Vorbehandlung (Reinigen, Entfetten, Beizen, Konversionsschicht) ist Pflicht. Danach wird das Pulver elektrostatisch aufgetragen und bei ca. 200 °C eingebrannt. Die Schichtdicke sollte 60–80 µm betragen.

5. Gibt es Normen für die Schweißprozesse?  Ja. Für qualifizierte Schweißer ist die DIN EN ISO 9606 maßgeblich, für Schweißprozesse in tragenden Bauwerken die DIN EN 1090. Die Wahl des Verfahrens muss im Rahmen der Zulassung erfolgen. Für Beschichtung gelten Normen wie EN ISO 1461 (Verzinken) und Qualicoat/AAMA 2605 für Pulverbeschichtung.

6. Warum müssen Aluminiumteile vor dem Schweißen gereinigt werden?  Aluminium bildet eine feste Oxidschicht, die eine höhere Schmelztemperatur hat als das Metall. Wird sie nicht entfernt, entstehen Bindefehler und Porosität. Deshalb sollten die Teile unmittelbar vor dem Schweißen mit Bürsten oder chemischen Beizmitteln gereinigt werden.

7. Wie wird Verzug beim Schweißen minimiert?  Verzug entsteht durch ungleichmäßige Erwärmung und Abkühlung. Maßnahmen sind symmetrischer Schweißverlauf, Heften an mehreren Stellen, Verwendung von Klemmen, Wärmesenken (Kupferbalken) und das Schweißen in kurzen Segmenten. Bei dicken Querschnitten hilft Vorwärmen, um Temperaturunterschiede zu reduzieren.

8. Was ist der Unterschied zwischen Puls‑MIG und normalem MIG?  Puls‑MIG verwendet eine gepulste Stromquelle, bei der der Lichtbogen zwischen Grund- und Spitzenstrom wechselt. Dadurch wird die Wärmeeinbringung reduziert und das Spritzverhalten verbessert. Puls‑MIG ist ideal für rostfreie Stähle, Aluminium und dünnwandige Bleche.

9. Welche Rolle spielt der Zusatzwerkstoff?  Der Zusatzwerkstoff muss zum Grundwerkstoff passen, um die mechanischen Eigenschaften zu erfüllen. Beispielsweise wird beim Schweißen von 304 Edelstahl ein 308‑er Draht eingesetzt; bei 316 Edelstahl ein 316er Draht. Für Aluminium stehen Legierungsdrähte wie ER4043, ER4047 oder ER5356 zur Verfügung.

10. Wie häufig müssen pulverbeschichtete Oberflächen gereinigt werden?  Die Reinigungsintervalle hängen von der Umgebung ab. Im Außenbereich (industrielle Luft, Marineklima) sollte mindestens zweimal jährlich gereinigt werden; in sauberen Innenbereichen reicht einmal im Jahr. Verwendet werden pH‑neutrale Reinigungsmittel und weiche Tücher. Stark alkalische oder saure Reiniger sowie Lösungsmittel sind tabu.

Das Metall schweißen verlangt ein abgestimmtes Zusammenspiel von Werkstoff, Wandstärke, Schweißverfahren und anschließender Oberflächenbehandlung. Dünne Bleche werden mit WIG oder Laser geschweißt; mittlere Dicken eignen sich für MIG/MAG; dicke Querschnitte erfordern Mehrlagentechnik oder Unterpulver‑Schweißen. Aluminium stellt besondere Anforderungen: Dünne Bleche werden mit WIG, dickere mit MIG geschweißt; Vorwärmen und Argon/Helium‑Gasgemische sind oft nötig. Die Beschichtung von Aluminium ist nur langlebig, wenn die Vorbehandlung gewissenhaft durchgeführt und eine geeignete Schichtdicke (60–80 µm) aufgebracht wird. Wer diese Parameter beachtet, erreicht hochwertige, dauerhafte Schweißverbindungen und korrosionsbeständige Oberflächen. Für technische Einkäufer und Konstrukteure bietet dieser Leitfaden Orientierung und ermöglicht sichere Entscheidungen bei der Auswahl von Schweißverfahren und Beschichtungen.