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Was ist Heftschweissen?

Mit dem Heftschweißen werden kurze, temporäre Schweißnähte erstellt, die die Teile bis zum endgültigen Verschweißen zusammenhalten. Wenn Heftschweißnähten verwendet werden, sind keine Vorrichtungen erforderlich, um die Teile zusammenzuhalten, bevor die fertige Schweißnaht entsteht. Heftschweißungen gewährleisten die gewünschte Ausrichtung und den erforderlichen Spalt zwischen den zu verbindenden Metallteilen.

Wie funktioniert das Heftschweißen?

Heftschweißnähte sind kleine Schweißnähte, die in regelmäßigen Abständen entlang der Werkstücke angebracht werden. Sie werden in der Regel aus kleinen Raupen desselben Materials hergestellt, das für die endgültige Schweißnaht verwendet wird. Wie viele Heftschweißnähte benötigt werden, hängt von der Größe und dem Gewicht der zu verbindenden Materialien ab.

Obwohl es sich um kleine und vorübergehende Schweißnähte handelt, müssen sie fachgerecht und ebenso sorgfältig wie andere Schweißnähte ausgeführt werden.

Was ist der Sinn und Zweck von Heftschweißnähten?

Heftschweißungen werden verwendet, um zwei Metallteile vor dem endgültigen Schweißen so zu fixieren, wie ein Schneider zwei Materialstücke vor dem Nähen mit Stecknadeln zusammenhält.

Diese Schweißnähte stellen sicher, dass die Werkstücke korrekt und starr ausgerichtet sind, wodurch die Verwendung von Spannvorrichtungen verstärkt oder sogar überflüssig wird. Die Verwendung von Heftschweißnähten anstelle von Vorrichtungen ist besonders nützlich für einmalige Aufträge oder Kleinserien, bei denen sich die Kosten für Vorrichtungen nicht rechtfertigen lassen.

Heftschweißnähte sorgen nicht nur dafür, dass der erforderliche Fügespalt und die Ausrichtung der zu verbindenden Teile beibehalten werden, sondern sie verringern auch den Verzug der Metalle beim Schweißen.

Da Heftschweißnähte klein sind, können sie leicht entfernt und neu ausgeführt werden, wenn die Werkstücke beim ersten Versuch nicht richtig ausgerichtet sind.

Herausforderungen des Heftschweißens

Heftschweißnähte müssen stark genug sein, um die Werkstücke zusammenzuhalten. Defekte Schweißnähte können versagen, wenn die Werkstücke bewegt, gedreht oder angehoben werden, so dass die Verbindungen auseinanderreißen, was möglicherweise schädliche Folgen für Mensch und Maschine hat.

Da Heftschweißnähte den endgültigen Schweißprozess unterstützen sollen, müssen sie so ausgeführt werden, dass die Qualität der fertigen Schweißnaht nicht durch Fehler wie Lichtbogenzündungen, Risse, Krater, harte Stellen oder Schlackenreste und Spritzer beeinträchtigt wird.

Eine weitere Herausforderung ergibt sich aus dem Abschrecken und Abkühlen der Stähle, die üblicherweise für die Herstellung von Rohren und Behältern verwendet werden. Wenn das Abschrecken und Abkühlen zu schnell erfolgt, können Defekte in das Grundmetall eingebracht werden. Dies liegt daran, dass beim Heftschweißen Wärme in das Werkstück eingebracht wird, auch wenn diese geringer ist als bei der endgültigen Schweißung. Ein schnelles Abschrecken kann dazu führen, dass sich in der Wärmeeinflusszone spröde und harte, rissempfindliche Gefüge bilden. Diese Defekte können auch dann noch in der Nähe der Schweißstelle auftreten, wenn die Heftnaht durch Schleifen entfernt wird.

Während beim endgültigen Schweißen eine hohe Wärmezufuhr verwendet werden kann, können Heftschweißungen mit Verfahren wie dem Schutzgasschweißen erzeugt werden. Dies kann zur Bildung rissempfindlicher und spröder Bereiche führen, die auch durch mehrere Durchgänge mit hoher Wärmezufuhr nicht beseitigt werden können. Diese Rissbildung kann sich während der abschließend durchgeführten Schweißung verstärken.

Wenn das Schweißgut erstarrt oder die Verbindung belastet wird, können im fehlerhaften Bereich Risse entstehen. Diese Risse können so klein sein, dass sie mit bloßem Auge nicht zu erkennen sind, oder sie können unter der Schweißnaht verborgen sein. Selbst kleinste Risse können sich mit der Zeit ausdehnen und schließlich zu einem Bruch führen.

Heftschweißverfahren und Verzugsminimierung

Um eine effektive Schweißnaht zu erzeugen, ist es wichtig, die Werkstücke zusammenzuspannen. Dies kann mit Vorrichtungen oder mit Heftschweißungen erreicht werden. Diese Spannmethoden verhindern, dass sich die Werkstücke bewegen, und stellen sicher, dass die Verbindung in der richtigen Ausrichtung und Position erfolgt.

Heftschweißungen werden in der Regel mit denselben Materialien und Verfahren durchgeführt wie die endgültige Schweißung, meist aber mit geringerer Leistung und geringerer Wärmezufuhr. So können Heftschweißungen beispielsweise mit dem Elektronenstrahl hergestellt werden, bevor die endgültige Elektronenstrahlschweißung mit höherer Leistung durchgeführt wird.

Obwohl es sich nur um eine vorübergehende Verbindung handelt, ist die Qualität der Heftschweißung trotzdem wichtig, und bewährte Verfahren sind erforderlich, um sicherzustellen, dass die Verbindungen ihren Zweck erfüllen können.

Wie bei allen Schmelzschweißverfahren beeinflussen die Schweißrichtung und die Schweißnahtreihenfolge den Verzug bei Heftschweißungen. Die Schweißnähte müssen in der Lage sein, der Querschrumpfung zu widerstehen, um ausreichend tragfähig zu sein.

Risse können durch Wärmebehandlungen nach dem Schweißen, Verfahren mit hoher Wärmezufuhr und Vorwärmen vermieden werden. Diese Schritte werden jedoch bei Heftschweißungen nicht immer durchgeführt, da sie im Allgemeinen nicht als so wichtig angesehen werden wie beim endgültigen Schweißverfahren.

Warum ist Heftschweißen so wichtig?

Heftschweißen erfüllt mehrere wichtige Funktionen, darunter:

  • Heftschweißungen halten die Bauteile in der richtigen Position für die Verbindung
  • Heftschweißungen stellen sicher, dass die Bauteile korrekt ausgerichtet sind
  • Heftschweißungen verbessern der Funktion von Vorrichtungen oder deren völliger Verzicht
  • Heftschweißungen gewährleisten den gewünschten Schweißspalt und verhindern Bewegungen der Werkstücke
  • Heftschweißungen helfen bei der Minimierung des Verzugs beim endgültigen Schweißen
  • Heftschweißungen stellen die mechanische Festigkeit der Baugruppe beim Anheben, Bewegen oder Drehen sicher

All dies trägt dazu bei, die Qualität der endgültigen Schweißung zu gewährleisten, manchmal auch ohne Vorrichtungen.

Welche Werkstoffe lassen sich durch Heftschweißen verbinden?

Heftschweißen eignet sich zum Verbinden aller Werkstoffe, die mit anderen Verfahren geschweißt werden können. Wie einfach sich das Heftschweißen durchführen lässt, hängt jedoch von Faktoren wie Materialart und Werkstückdicke ab.

Bei dünnen Blechen kann es zu Durchbränden oder anderen ästhetisch störenden Effekten kommen, während einige Werkstoffe, wie z. B. Aluminium, aufgrund ihrer niedrigen Schmelztemperatur schwer zu heften sind.

TWI

TWI ist eine auf industrieller Mitgliedschaft basierende Organisation. Die Experten von TWI können Ihrem Unternehmen eine Ergänzung zu Ihren eigenen Ressourcen bieten. Unsere Experten haben es sich zur Aufgabe gemacht, der Industrie bei der Verbesserung von Sicherheit, Qualität, Effizienz und Rentabilität in allen Aspekten der Materialverbindungstechnik zu helfen. Die industrielle Mitgliedschaft im TWI erstreckt sich derzeit auf über 600 Unternehmen weltweit und umfasst alle Industriezweige.

TWI unterstützt seine industriellen Mitglieder bei einer Reihe von schweiß-, füge- und schneidtechnischen Aufgaben und Herausforderungen, einschließlich dem Heftschweißen von Betonstahl und der Verzugsminimierung.

Sie können mehr erfahren, indem Sie sich auf Englisch mit uns in Verbindung setzen:

kontakt@twi-deutschland.com

Häufig gestellte Fragen (FAQs)

Dieser Artikel ist Teil einer Serie mit Antworten auf häufig gestellte Fragen:

Wann sollte man Heftschweißen?

Heftschweißen kann immer dann eingesetzt werden, wenn die Teile einer Schweißnaht vorübergehend fixiert werden müssen, bis die endgültigen Schweißnähte ausgeführt sind. Dies kann z. B. bei Arbeiten an der Schweißnaht, bei der Handhabung oder beim Versand der Fall sein.

Was ist das Heftschweißsymbol?

Es gibt kein offizielles Heftschweißsymbol, stattdessen kann das Punktschweißsymbol (ein Kreis) verwendet werden, das über, unter oder auf der Bezugslinie platziert wird, um Heftschweißungen anzuzeigen.

Was hält eine Heftschweißung?

Heftschweißungen werden verwendet, um zwei Metalle vor dem endgültigen Schweißen vorübergehend in Position zu halten, und können neben oder anstelle anderer Vorrichtungen verwendet werden.

Was ist eine Brücken-Heftschweißung?

Eine Brückenheftnaht überbrückt den Spalt zwischen zwei Schrägen, ohne die Wurzel zu durchdringen. Sie kann weggeschliffen werden, wenn sie nicht mehr benötigt wird.

Was ist eine ideale Heftschweißung?

Die ideale Heftschweißung gewährleistet die korrekte Ausrichtung der Werkstücke, trägt dazu bei, dass sich die Metalle während des Schweißens nicht verziehen, und hält den erforderlichen Fügespalt ein. All dies kann mit der richtigen Wärmeeinbringung, dem richtigen Einbrand und einem guten Drahtfluss erreicht werden.

Kann man Heftschweißungen in Aluminium herstellen?

Es ist möglich, Aluminium zu heften, aber es sollte immer ein Zusatzdraht verwendet werden. Wie beim Schweißen von Aluminium im Allgemeinen macht die niedrige Schmelztemperatur das Heftschweißen von Aluminium schwierig. Es ist jedoch möglich, wenn Sie einen engen Lichtbogen aufrechterhalten, eine scharfe Elektrode verwenden und sicherstellen, dass kein Spalt entsteht, indem Sie eine leichte Überlappung beibehalten.

Kann man Edelstahl heften?

Edelstahl kann geheftet werden, aber es ist wichtig, darauf zu achten, dass die Teile bündig und ohne Spalt ausgerichtet werden. Verwenden Sie zum Beispiel eine spitze WIG-Elektrode und achten Sie darauf, dass sie weniger als 1,5 mm (1/16 Zoll) von der Verbindungsstelle entfernt ist, und verwenden Sie eine hohe Hitze für einen schnellen Schweißstoß.

Kann man Gusseisen heften?

Gusseisen ist aufgrund der metallurgischen Herausforderungen, die es darstellt, immer schwierig zu schweißen. Der hohe Kohlenstoffgehalt kann zur Bildung von Graphitflocken führen, und Gusseisen muss langsam abkühlen, um Risse zu vermeiden. Schweißnähte können oberhalb der kritischen Temperatur für Gusseisen (ca. 788°C) ausgeführt werden, aber das Metall sollte so kurz wie möglich auf dieser Temperatur gehalten werden.

Kann man Aluminium an Stahl heften?

Das Schweißen von Aluminium auf Stahl ist aufgrund der unterschiedlichen Metallurgie und der physikalischen Eigenschaften der beiden Werkstoffe nicht ganz einfach. Zu diesen Schwierigkeiten gehören die Wärmeleitfähigkeit und die Schmelztemperaturen der einzelnen Metalle. Dies kann das Heftschweißen schwierig machen, da nur bestimmte Methoden funktionieren. Mehr über das Schweißen von Mischverbindungen zwischen Aluminium und Stahl erfahren Sie im Artikel „Wie schweiße ich Aluminium?“.

Kann man verzinkten Stahl heften?

Verzinkter Stahl kann geheftet werden, aber wie immer bei diesem Material ist Vorsicht geboten, da die Zinkschicht beim Erhitzen hochgiftig wird. Aus diesem Grund sollten angemessene Sicherheitsvorkehrungen getroffen werden, wie das Tragen einer Maske, eines Atemschutzgeräts, von Handschuhen und einer Schürze. Mit den richtigen Sicherheitsvorkehrungen und nach der Entfernung der Zinkschicht an den Schweißstellen kann verzinkter Stahl jedoch genauso geschweißt werden wie normaler Stahl.

Fazit

Heftschweißen wird verwendet, um zwei Metallteile vor dem endgültigen Schweißen vorübergehend zusammenzuhalten. Diese Schweißnähte stellen sicher, dass die beiden Werkstücke wie gewünscht ausgerichtet sind und dass der Fügespalt korrekt ist.

Heftschweißungen können auch die Verformung der Metalle während des endgültigen Schweißvorgangs verringern und die Wirkung von Vorrichtungen verstärken oder sogar ersetzen. Dies ist nützlich bei geringen Stückzahlen oder einmaligen Aufträgen, bei denen sich die Kosten für Vorrichtungen nicht lohnen.

Heftschweißnähte sind zwar klein und leicht zu entfernen, müssen aber dennoch stark genug sein, um ihren Zweck zu erfüllen, ohne die Grundmaterialien zu beeinträchtigen.

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kontakt@twi-deutschland.com