Autogenschweißen allgemeine Einführung

Das Schweißen in Autogentechnik gehört zur Gruppe der Schmelzschweißverfahren. Es ist eines der ältesten Schweißverfahren. Seine Nutzung geht zurück, da die Wirtschaftlichkeit gering ist. Ausgenommen hiervon ist das Trennschneiden, was vor allem bei größeren Blechdicken nach wie vor eine enorme Bedeutung hat. Das Verfahren hat Vorteile beim Schweißen in Zwangslagen, zum Beispiel im Rohrleitungsbau. Die Schweißflamme ist leicht anhand ihrer Form einstellbar. Spalte an der Fügestelle können gut überbrückt werden und der Anspruch an die Nahtvorbereitung ist gering. Nachteilig ist, dass der Umgebung viel Sauerstoff entzogen wird. Das kann in engen Räumen zu Problemen mit der Atemluft für den Schweißer führen.

Verfahrensprinzip 

Beim Autogenschweißen wird das Material an der Schweißfuge mit einer Gasflamme bis zum Schmelzpunkt erhitzt. Schweißdraht wird zugeführt und ebenfalls mit der Flamme zum Schmelzen gebracht. Das geschmolzene Material erstarrt zur Schweißnaht und bildet eine feste Verbindung
zwischen den zu schweißenden Teilen. Die Position und die Bewegungsrichtung des Schweißbrenners im Verhältnis zu Schweißbad und fertiger Schweißnaht bestimmen die Arbeitstechnik. Beim Nachrechtsschweißen von Rechtshändern wird der Brenner nach rechts bewegt. Die Flamme zeigt entgegen der Schweißrichtung. Der Schweißstab wird über der fertigen Naht gehalten und in ovalen Bewegungen im Schweißbad geführt. Beim Nachlinksschweißen wird der Schweißbrenner über der Naht gehalten und nach links bewegt. Die Flamme zeigt in Schweißrichtung. Der Schweißstab wird über der offenen Fuge gehalten und tupfend bewegt. Der Brenner folgt dieser tupfenden Bewegung. Das Nachrechtsschweißen
eignet sich für Schweißnähte an Stahlblech mit mehr als 3 mm Dicke. Das Nachlinksschweißen wird bei dünneren Blechen eingesetzt.

Schweißbrenner für das Autogenschweißen

Beim Schweißen in Autogentechnik führt der Schweißer die Flamme des Schweißbrenners und steuert damit das Schmelzbad. Im Schweißbrenner werden Sauerstoff und Brenngase miteinander gemischt. Sie verbrennen an der Austrittsdüse des Brenners mit hoher Temperatur. Die Flamme kann
scharf begrenzt eingestellt werden.

Schweißeinsätze für das Autogenschweißen

Es gibt verschiedene Schweißeinsätze, um den Brenner auf unterschiedliche Blechdicken einzustellen. Die Schweißeinsätze werden nach Größe von 1 bis 10 klassifiziert. Aus der Größe des Schweißeinsatzes ergibt sich der Gasbedarf pro Stunde. Bei hohem Gasverbrauch müssen mehrere Gasflaschen angeschlossen werden.

Sicherheit beim Autogenschweißen

Bei unsachgemäßer Handhabung kann es zu Brand und Zerstörung der Gasschläuche kommen. Brenner und Armaturen können beschädigt werden. Im schlechtesten Fall können die Gasflaschen explodieren. Sicherheitseinrichtungen schützen gegen das Rückströmen der Brenngase und des
Sauerstoffs und gegen Rückschlag von Flammen. Sie sind vorgeschrieben, wenn sich die Gasflaschen nicht im Sichtbereich des Schweißers befinden. Der Schweißer sollte eine Schutzbrille mit Seitenschutz tragen, um die Augen vor der Einwirkung von Infrarotstrahlen aus der Flamme und vor Schweißspritzern zu schützen.

Fugen beim Autogenschweißen

Die Fugen müssen vorbereitet werden, um die Festigkeit der Schweißnaht sicherzustellen. Der Werkstoff der zu schweißenden Bauteile und die Blechdicke müssen berücksichtigt werden. Die Qualität und Genauigkeit der Fugenflächen bestimmen den Fluss der Schmelze in der Fuge. Die
Wirkung der Wärme auf die Bauteile spielt eine wichtige Rolle.

Material für Autogenschweißen

Vor Beginn des Schweißens muss der Schweißer prüfen, ob die Bauteile aus schweißbaren Werkstoffen bestehen. Der Fachbegriff lautet Schweißeignung. Die Schweißeignung hängt vom Material und vom Schweißverfahren ab. Ein Stahl kann für das Schmelzschweißen eine geringe Schweißeignung und für das Widerstandsschweißen eine hohe Schweißeignung aufweisen. Durch das Aufheizen, Schmelzen und Erstarren des Schmelzbades und des umgebenden Materials können Gefügeveränderungen eintreten, die die Festigkeit des Werkstoffes stark verändern. Beim Abkühlen können sich an der Schweißnaht und in ihrer Nähe Risse, Versprödung und Poren bilden.

Schweißstäbe für das Autogenschweißen

Der Zusatzwerkstoff wird in Form von Schweißstäben geliefert. Die Schweißstäbe für die Autogentechnik werden nach Klassen unterschieden. Für die Klassifizierung werden chemische Zusammensetzung, Fließverhalten, Spritzer, Porenneigung und der zu schweißende Werkstoff berücksichtigt. Die zulässige Konstruktionstemperatur und die Schweißposition gehören ebenfalls zu den Auswahlkriterien.

Autogenschweißen - die Gase

Als Brenngase können neben Acetylen Propan, Methan, Wasserstoff und Erdgas genutzt werden. Acetylen hat sich wegen der hohen Flammleistung und der erreichbaren Höchsttemperatur durchgesetzt. Für den Verbrennungsvorgang wird zusätzlich reiner Sauerstoff benötigt. Die Entnahmemenge pro Stunde ist bei den Flaschen begrenzt. Bei hohen Entnahmemengen müssen mehrere Flaschen angeschlossen werden.

Die Flamme beim Autogenschweißen

Das Mischungsverhältnis der Gase muss am Schweißbrenner richtig eingestellt werden. Es entscheidet über die Qualität der Schweißnaht. Die richtige Einstellung kann der Schweißer leicht anhand des Flammbildes finden. Er achtet auf die Form der Primärflamme. Die Primärflamme ist der
helle Flammkegel im inneren Bereich der Flamme. Dieser Flammkegel ist scharf abgesetzt von der restlichen Flamme, wenn das Mischungsverhältnis von Acetylen und Sauerstoff 1:1,1 ist. Bei diesem Mischungsverhältnis wird die maximale Flammtemperatur von ca. 3.160 °C erreicht. Der Schweißer unterscheidet drei Flammbilder (Abbildung 3). Die neutrale Flamme [2] ist am besten geeignet zum Schweißen von Stahl. Die reduzierende Flamme [1] wird beim Auftragsschweißen eingesetzt. Für das Schweißen von Messing ist die oxidierende Flamme [3] von Vorteil.

Normen beim Autogenschweißen

Es gilt eine Reihe von Normen, die beim Gasschweißen beachtet werden müssen. Die Fugenformen für das Schweißen in Autogentechnik werden in der DIN EN ISO 9692 beschrieben. Schweißstäbe sind nach DIN EN 12536 genormt. Gegenstand der DIN EN 287 ist die Prüfung von Schmelzschweißern. Eine Sicherheitseinrichtung ist nach DIN EN 730-1/ISO 5175 auszuführen. Die EN ISO 18278-1 befasst
sich mit der Schweißeignung von Werkstoffen.