Schweißen lernen für Heimwerker

Jeder Heimwerker oder Hobbyhandwerker hat es so oder ähnlich mitunter selbst schon einmal erlebt. Die Latte eines Metallzaunes bricht wetter- oder altersbedingt ab und die schnellste Methode wäre es dem Zaun mit einem Schweißgerät wieder zusammenzufügen. Leider ist der Nachbar, der einem sonst immer in dieser Situation aushalf nicht da und man fragt sich regelmäßig, wie schwer es schon sein kann selbst Hand anzulegen. Zumal es so schwer auch gar nicht aussieht. Und ich kann Dich beruhigen. Außer dem Schweißen tragender Teile, Fall- und Überkopfschweißarbeiten, die man den Profis überlassen sollte, gibt es keinen Grund leichte Schweißarbeiten selbst zu erledigen. Doch auch hier gilt, wie bei vielen anderen Dingen im Leben, sich über Gefahren zunächst bewusst zu sein, um seine Mitmenschen und vor allem sich selber nicht unnötig zu gefährden. Deswegen ist es notwendig, sich sowohl mit dem Arbeitsschutz, dem Arbeitsgerät sowie den unterschiedlichen Arbeitsverfahren beim Schweißen im Vorfeld auseinanderzusetzen.

Die unterschiedlichen Schweißverfahren

Schweißen ist das unlösbare stoffschlüssige Verbinden von Werkstoffen durch Schmelzen oder Druck. Es können sowohl reine Metalle als auch Metalllegierungen mit oder ohne Zusatz von artgleichen Werkstoffen geschweißt werden und dies in etwa unter gleichen Schmelztemperaturen. Das Schweißen kann so zwei oder mehrere Werkstücke entweder miteinander verbinden (Verbindungsschweißen) oder dem Auftrag von Werkstoff auf dem Werkstück, zum Beispiel zum Verschluss eines Loches, dienen (Auftragsschweißen). Die gängigsten Schweißmethoden zum Verbinden zweier Werkstücke sind:

Autogenschweißen

Das Autogenschweißen ist ein Gasschmelzschweißverfahren, bei dem mithilfe einer Stichflamme eines Schweißbrenners das Metall an den Metallkanten geschmolzen wird. Die Temperatur, die während der Verbrennung entsteht, liegt bei etwa 2000 °C bis 3000 °C und ist für Rohre und Bleche bis einer Wandstärke von 6 mm geeignet. Das Metall an den Schmelzstellen kann sich entweder ohne Zusatz eines Zusatzwerkstoffes, dem Schweißdraht, flüssig verbinden oder mit Zusatz. Das Gasgemisch, welches hierfür verwendet wird, besteht aus einem Brenngas und Sauerstoff. In den meisten Fällen handelt es sich dabei um Acetylen. Dieses Gasschweißverfahren ist für den Hobbyhandwerker und Heimwerker eher ungeeignet, da das benötigte Arbeitsmittel Gas, arbeitsschutzgerecht gelagert werden muss und zudem schwer zu transportieren ist.

Pulverdraht- oder Fülldrahtschweißen

Ähnlich wie beim Metall-Inertgas-Schweißen oder Metall-Aktivgas-Schweißen, kurz MAG Schweißen, werden beim Pulverdrahtschweißen ein endloser Draht durch ein Hohlkabel zum Schweißbrenner und somit zur Schweißstelle transportiert und in einem Lichtbogen abgeschmolzen. Beim Pulverdrahtschweißen handelt es sich somit um ein Lichtbogenschweißverfahren. Der Pulverdraht ist eigentlich ein Röhrchendraht, indem das Pulver während des Ziehens gefüllt wird und ähnlich dem Elektrodenschweißen die gleiche Aufgabe erfüllt. Das Pulver dient der Schmelze zum Schutz vor Umgebungssauerstoff und der damit verbundenen Reaktion und unschöner Verbrennung. Dieses Elektroden-Schweißverfahren ist für den Heimwerker und als Schweißen für Anfänger sehr gut geeignet, da es zum einen ohne Gas verwendet wird und das Schweißgerät zudem sehr handlich und gut zu transportieren ist.

Elektrodenhandschweißen

Das Elektrodenschweißen ist ein Lichtbogenschweißverfahren, indem eine metallisch umhüllte Elektrode mit einem Pol entweder an eine Gleichstrom- oder Wechselstromquelle angeschlossen wird. Das Werkstück hingegen wird an den anderen Pol angeschlossen und es entsteht ein Spannungskreis. Der einfache Aufbau des Schweißgerätes, mit dem Schweißinverter, der Stromquelle, dem Elektrodenhalter und den Elektroden macht dieses Gerät sehr handlich und für den Hausgebrauch geeignet. Beim Schweißen mit der Elektrode entsteht durch das Abbrennen der Pulverschicht eine Ummantelung um die Schweißstelle und schützt diese so vor Luftsauerstoff. Die Schlackeschicht, die ebenfalls beim Abbrennen um die Schweißnaht entsteht, schützt das Material ebenfalls vor äußeren Einflüssen und muss nach dem Schweißen entfernt werden. Ein Nachteil des Elektrodenschweißens ist, dass sich damit keine Dünnbleche schweißen lassen. Elektrodenschweißen ist zum Schweißen für Anfänger ebenfalls sehr gut geeignet.

MAG oder WIG Schutzgas-Schweißen

Das Metall-Aktivgas-Schweißen (MAG) und das Wolfram-Inertgas-Schweißen, kurz WIG Schweißen, gehören beide zu den sogenannten Schutzgasschweißverfahren, indem die Verbindungsstelle und die Naht des Schweißvorganges vor der Umgebungsluft durch Schutzgas geschützt werden. Beim MAG-Verfahren kommen dabei die Edelgase Argon oder Helium zum Einsatz und beim WIG-Verfahren die gleichen Gase oder Wasserstoff. Bei beiden Schweißvorgängen entsteht ein Lichtbogen, der das Metall zum Schmelzen bringt. MAG wird vor allem zum Schweißen dicker Bleche aus legiertem Stahl, Buntmetallen sowie Leichtmetallen verwendet. WIG eignet sich hingegen besonders zum Schweißen legierter Stähle, aller Nichteisenmetalle und ihrer Legierungen sowie von dünnen Blechen bis etwa 0,5mm Dicke. Da diese Schweißvorgänge jedoch Schutzgase verwenden, für die besondere Arbeitsrichtlinien erforderlich sind, eignen sich diese Verfahren für den normalen Hausgebrauch eher nicht.

Weitere Schweißtechniken, die vor allem in der industriellen Nutzung zum Einsatz kommen, wären das aluminothermische Schweißen, auch Thermit-Schweißen genannt oder das Kohlelichtbogenschweißen und das Unterpulverschweißen als Beispiel.

Arbeitsschutzmaßnahmen beim Schweißen

Da es während des Schweißvorganges zu einer extrem hohen Hitzeentwicklung kommt, die zur Schmelze des Metalls benötigt wird und die Arbeitsstätte zudem durch eine sehr hohe UV-Strahlung, dem hellen Lichtbogen und durch umherfliegenden Funkenflug zusätzlich gefährdet ist, gilt es nicht nur sich selbst beim Schweißen, sondern auch seine Mitmenschen in der Nähe zu schützen.

Zur eigenen Sicherheit sollte während des Schweißvorgangs eine vollständig den Körper bedeckende feuerfeste Arbeitsschutzkleidung getragen werden. Zusätzlich dazu sind Lederhandschuhe zu benutzen, die vor Verbrennungen an den Händen schützen. Müssen die erhitzten Metalle dennoch bewegt werden, ist dazu eine Zange zu verwenden oder das Metall sollte im kalten Wasser zunächst abgeschreckt werden.

Das Tragen eines Schweißerhelmes mit einem Schutzglasvisier ist zwar teurer in der Anschaffung als ein Handschild, hat aber den Vorteil beidhändig den Schweißvorgang betreiben zu können. Des Weiteren eignen sich Schutzbrillen, wie sie beim autogenen Schweißen verwendet werden, nicht zum Lichtbogenschweißen mit der Elektrode, dem Pulverdraht oder MAG und WIG. Die hohe UV-Strahlung, die bei diesen Prozessen entsteht, führt zu starken Verbrennungen der Haut schon nach Sekunden beziehungsweise einmaliger Verwendung.

Des Weiteren ist darauf zu achten, dass der Raum indem geschweißt wird, gut durchlüftet ist, da es zu schädlicher Gasentwicklung beim Schweißen kommt. Die nähere Umgebung des Schweißortes ist entweder zu sichern oder durch ein Schweißzelt zu schützen und hat zudem feuerfest zu sein.

Bitte schaue nicht direkt in den Lichtbogen, der das Augenlicht schädigt. Es ist lohnenswert sich dahin gehend Schweißmasken zu besorgen, deren Schutzglas sich lichtempfindlich sofort verdunkelt. Es ist sehr mühsam den Schutzhelm immer zunächst hochklappen zu müssen, um den richtigen Ansatzpunkt zum Schweißen zu suchen. Spielst Du mit dem Gedanken Dir einen Arbeitsplatz zum Schweißen im Keller oder ähnlichen Räumen einrichten zu wollen, sichere diesen vor Funkenflug mit starken Blechplatten mit einer Dicke von mindestens 10 mm ab.

Arbeitstechniken beim Schweißen

Vor jedem Schweißvorgang sollten die Werkstücke zunächst gereinigt werden und Rost sowie Farben in der mittleren Umgebung der Schweißnaht komplett abgeschliffen werden. Je nach verwendeter Naht kommen beim Schweißen verschiedene Schweißpositionen zum Tragen. Man unterscheidet so Kehlnähte, die durch den rechtwinkligen Aufsatz eines Metallstückes auf die Fläche des anderen Metallstückes entstehen, von sogenannten Wannennähten, die beim flachen Aneinanderlegen von zwei Metallplatten- oder blechen entstehen.

Bevor Du zum ersten Mal schweißt, solltest Du zunächst an glatten abgeschliffenen Metallteilen zunächst das Schweißen lernen. Dabei gilt, sich zunächst mit den Einstellungsmöglichkeiten Deines Gerätes vertraut zu machen und auszuprobieren. Es hat sich bewährt, dass Anfänger auf simplen flachen Metallblechen zunächst einfache Schweißbahnen ziehen. Schweißen lernen wird so zunächst sehr einfach gestaltet und man wird sehr schnell mit den benötigten Schweißgeschwindigkeiten und Haltungen der Elektrode vertraut. Hinzu kommt, dass man das Schweißergebnis und die Schweißnaht hinterher begutachten und mitunter selbstkritisch vergleichen kann.

Im zweiten Schritt zum Schweißen lernen, empfiehlt es sich zunächst mit den Kehlnähten vertraut zu werden, da diese gerade in der horizontalen Position sehr einfach durchzuführen sind. Dazu verwendet man ein dickes Blech und setzt ein anderes dickes Blech im stumpfen rechten Winkel, einem T-Winkel auf die Fläche auf. Mittels zwei Schweißpunkten lässt sich das Blech sehr gut fixieren. Den Schweißvorgang startet man an einem Ende in einer ca. 45° Position der Elektrode zum Blech und zieht diese mit einer gleichmäßigen Geschwindigkeit zum Blechende. Zwischen den beiden Blechen, also dem 90° Winkel nimmt die Elektrode eine mittige Position ein. Eine sehr einfache Position der Kehlnaht ist die Wannenposition, in dem die zwei Bleche in einem V horizontal und flach positioniert werden. Die fallende Schweißposition einer Kehlnaht, indem diese senkrecht angeordnet ist, macht es dem Anfänger auch sehr leicht, das Schweißen zu lernen.
Bei Stumpfnähten, also wenn zwei flache Bleche mit der Naht stumpf aneinander liegen, hat es sich bei dicken Blechen bewährt, eine 45° Kante zu schleifen. Bei dünnen Blechen hingegen wird dies nicht benötigt. Außerdem sollte zwischen den so gesetzten Schliffen ein kleiner Luftspalt an den Spitzen belassen werden. Die Wannenposition, die Naht also flach auf dem Boden liegend, ist hier für den Anfänger die einfachste Position. Die Stumpfnaht lässt sich aber auch horizontal und quer sowie fallend und steigend in einer senkrechten Position durchführen. Die Überkopf-Position ist wohl auch hier, wie bei der Kehlnaht für den Anfänger ungeeignet und sollte nur von erfahrenen Schweißern durchgeführt werden.

Arbeitsmaterial welches zum Schweißen benötigt wird

Da Du jetzt einen kurzen Überblick über Schweißverfahren, Arbeitsschutz und Arbeitstechniken erhalten hast, sei hier noch einmal kurz zusammengefasst, was Du für Deinen ersten Schweißeinsatz eigentlich benötigst. Zunächst brauchst Du das passende Schweißgerät und Zubehör. Es empfiehlt sich für den Heimwerker entweder das Elektrodenschweißgerät oder das Pulverdrahtschweißgerät. Für diese Geräte brauchst Du ebenfalls Schweißdrähte oder Schweißelektroden sowie Pistolenspray und Düsenreiniger zur Wartung und Pflege. Weiterhin benötigst Du entsprechende Arbeitskleidung in Form einer entsprechenden Arbeitsschutzkleidung mit festem Schuhwerk sowie Schutzhandschuhen und Schutzhelm. Zum Reinigen der Schweißbleche werden Winkelschleifer und Drahtbürste benötigt sowie zur Reinigung der Schweißnaht ein Schlackenhammer. Um die Werkstücke zu bewegen, benötigst Du des Weiteren eine Grippzange.

Nach dem Schweißen folgt die Schweißnahtprüfung

Jetzt hast Du also den ersten Schweißdurchgang glücklich überstanden und als Nächstes sollte eine Schweißnahtprüfung erfolgen, aber wie sollte eine gute Schweißnaht eigentlich von außen aussehen? Eine Schweißnaht sollte flach und in gleichmäßiger Dicke die Kehlnaht ausfüllen, das heißt, sie sollte somit symmetrisch in dem T-Winkel liegen. Dies wird durch die Positionierung der Elektrode mittig zum T-Winkel erreicht. Eine ungleichmäßige und asymmetrische Nahtbreite spricht des Weiteren für eine ungleichmäßige Geschwindigkeit beim Schweißvorgang. Sollte die Schweißnaht überhöht sein, ist der Elektrodenwinkel senkrecht zur Naht falsch gewählt worden. Bei einer zu flachen Haltung folgt daraus eine Überhöhung und eine zu senkrechte Haltung führt zu muldenartigen Ausbreitungen. Des Weiteren kann es beim Schweißen zu sichtbaren Bindefehlern kommen, zu Poren und zu Einbrandkerben.

Poren in der Schweißnaht

Poren in der Schweißnaht entstehen durch einströmenden Luftsauerstoff an der Schweißstelle, wodurch diese verbrennt und auf der Nahtoberfläche und im Nahtinneren Blasen ausbildet. Dies beeinträchtigt die Stabilität der Schweißnaht und es kann zu Sollbrüchen führen. Um Porenbildung zu vermeiden, empfiehlt es sich sein Schweißgerät immer sauber zu halten sowie mit geschliffenen und gereinigten Oberflächen zu arbeiten. Zugluft in und um der Schweißstelle kann ebenfalls zur Porenbildung führen.

Bindefehler

Bindefehler sind oft fehlende Aufschmelzungen der Schweißnaht an den Rändern, wodurch Hohlräume entstehen. Des Weiteren sind Bindefehler bei den sogenannten Stumpfnähten an der Schweißwurzel zu erkennen. Diese Schweißwurzel entsteht bei dem Zusammenschweißen zweier Bleche auf der gegenüberliegenden Seite der Schweißnaht und sieht im Grunde genommen in etwa wie diese aus. Sie ist im Gegensatz zu dieser aber leicht erhöhter, dafür aber dünner im Querschnitt. Eine fehlende Schweißwurzel ist die Ursache eines Bindefehlers und liegt an der unzureichenden Schmelze von Metall und Schweißdraht an der Nahtfläche. Die Ursache dafür ist möglicherweise eine zu schnelle Schweißgeschwindigkeit.

Einbrandkerben

Einbrandkerben hingegen sind Schwächungen des Werkstoffmaterials zwischen Werkstück und Schweißnaht und sind im Grunde genommen Hohlschlitze. Diese Kerben entstehen entweder durch eine falsche Brennerhaltung oder eine ungenaue Schweißgeschwindigkeit. Gerade bei dickeren Blechen hat es sich bewährt, zunächst eine Füllnaht zu setzen und dann auf der sichtbaren Oberfläche eine durch Hin- und Herschwenken des Handgelenkes aufgelegte Schuppennaht zu schweißen. Bei dünnerem Material lohnt es sich hingegen die Naht in einem Schweißvorgang zu setzen und diese sofort durch gleichmäßige Schwenkbewegungen (Zickzack Bewegungen) der Hand gleichmäßig aufzufüllen.

Wartung und Pflege des Schweißgerätes

Bevor Du Dein Schweißgerät säuberst und pflegst, solltest Du es vom Strom koppeln und es abkühlen lassen. Das Schweißgerät sollte im Folgenden nur mit einem feuchten Lappen gereinigt werden, nie aber in Wasser getaucht werden, da das Wasser im Gehäuse bis zu elektrisch relevanten Bauteilen vordringen kann. Gerade bei Elektroden-Schweißgeräten sollten die Kontaktflächen immer von Verunreinigungen wie Metallspritzer und Schlackeresten umgehend gereinigt werden. Das Arbeitsgerät sollte des Weiteren an einem trockenen, staubfreien Raum aufbewahrt werden. Da sich Staub in dem Umfang nicht immer vermeiden lässt, sollte dieser, gerade bei langer Nichtnutzung des Gerätes, mit einem Hochdruckreiniger entfernt werden. Die Wartung- und Reparaturarbeiten Deines Gerätes sollte von entsprechendem Fachpersonal übernommen werden.

Abschließendes Fazit: Schweißen lernen ist einfach