Bolzenschweissen – Basiswissen

Bolzenschweißen ist eine Sonderform des Lichtbogenschweißverfahrens und dient zur Herstellung von dauerhaften Verbindungen zwischen großen Werkstücken und Bolzen. Dieses Verfahren ist sehr zeitsparend, da der Lichtbogen direkt zwischen dem Werkstück und dem Bolzen oder Stiften gezündet wird, wobei die Lichtbogenein- und austrittsflächen aufgeschmolzen werden. Die beiden Metallteile werden im Zustand der Schmelze mit leichtem Druck zusammengefügt und somit dauerhaft miteinander verbunden.

Lichtbogenbolzenschweißen wird allgemein in Spitzenzündungs– und Hubzündungs-Bolzenschweißen unterteilt. Grundlegend sind beide Methoden identisch, unterscheiden sich lediglich nur in der Zündungsart des Lichtbogens.

Spitzenzündungsbolzenschweißen

Bei diesem Verfahren muss an der Unterseite des Bolzens eine kleine Spitze vorhanden sein. An dieser Spitze zündet der Lichtbogen und schmilzt diese sowie die gesamte Bolzenunterseite auf. Das dabei entstehende Schweißbad ist für das Fügen des Bolzens ausreichend. Das Spitzenzündungsverfahren ist eine sehr zügige Schweißmethode und eignet sich besonders für dünnere Blechstärken ab 0,6 mm. Hierbei kommen Schweißbolzen von M3 bis M8 mit einem Durchmesser zwischen 2 und 10 mm zum Einsatz.

Diese Art des Bolzenschweißens ist sehr vielseitig nutzbar. Sie wird zum Beispiel in der Elektroindustrie, im Gehäusebau, im Fassadenbau oder auch im Apparatebau eingesetzt.

Hubzündungsbolzenschweißen

Der Bolzen befindet sich beim Hubzündungsverfahren im direkten Kontakt mit dem Werkstück. In dieser Position wird der Bolzen unter Strom gesetzt und bildet so mit dem Werkstück einen geschlossenen Stromkreis. Durch das Anheben des Bolzens entsteht dann der, für das Aufschmelzen wichtige, Lichtbogen. Bolzen und Werkstück werden dann genau wie beim Spitzenzündungsbolzenschweißen zusammengefügt.

Dieses Verfahren nutzt man bei höheren Blechstärken ab 2mm. Hierbei werden Schweißbolzen mit Durchmessern von 2 bis 22 mm (M24) verwendet. Auch die Art des Hubzündungsbolzenschweißens ist sehr vielseitig nutzbar. Sie wird beispielsweise im Stahlbau, im Maschinenbau, im Kesselbau oder auch im Schiffsbau eingesetzt.

Die Formen der Bolzen sind dabei variabel. Gewindebolzen, Grobgewindebolzen, Innengewindebuchsen oder auch einfache Stifte können für beide Bolzenschweißverfahren verwendet werden. Flachstecker, Tellerstifte sowohl Lackschabe-Nutbolzen werden nur beim Spitzenzündungsbolzenschweißen verwendet. Kragenbolzen, Wellenanker, Massebolzen mit- und ohne Schutzkappe, Betonanker oder auch die Kopfbolzen kommen dagegen nur beim Hubzündungsbolzenschweißen zum Einsatz.

Beim Bolzenschweißen muss die Oberfläche elektrisch leitfähig sein. Daher ist es zwingend notwendig, dass zum Beispiel Lack, Rost oder Zunder vor dem Schweißen entfernt wird. Sind die Bleche verzinkt, muss man diese vorher auf Ihre Schweißmöglichkeit kontrollieren.

Sonderformen des Bolzenschweißens

Ein weiteres Einsatzgebiet des Bolzenschweißens ist das Magnetic Rotating Arc. Abgekürzt heißt es MARC-Schweißen. Hierbei wird mit einem magnetisch bewegten Lichtbogen gearbeitet. Es ähnelt dem Hubzündungsbolzenschweißen, jedoch nutzt man dazu einen rotierenden Lichtbogen. Durch ein Magnetfeld, wird die Energie gleichmäßig und konzentriert auf die zu schweißende Fläche übertragen.

Vorzugsweise werden Hülsen bis zu einem Durchmesser von 30mm (außen) verschweißt. Dies erfolgt spritzfrei und verzugsarm. Es sind Schweißungen von ungelochten oder auch gelochten Blechteilen möglich, wobei gas- und druckdichte Schweißungen entstehen. Geringer Energiebedarf, sehr kurze Schweißzeiten gepaart mit schwacher Belastung durch Wärme sind Garanten für Qualität und eine hohe Rationalität.

Einsatzbereich

Überwiegend findet die Bolzenschweißtechnik zum Befestigen von Verbindungselementen auf Blechen Verwendung. Sowohl für die manuelle Baustellenfertigung als auch für die Großserienproduktion ist das Verfahren geeignet. Mit der Spitzenzündung und der Kurzzeithubzündung können Bolzen auch auf dünnen Blechen ab ca. 0,5 mm befestigt werden, die Hubzündung findet bei stärkeren Blechen typischerweise ab 2 mm Einsatz.

Angewendet wird die Bolzenschweißtechnik in vielen Branchen: in der Elektronikindustrie zur Herstellung von Gerätechassis, bei der Herstellung von Haushaltsgeräten, Beschlägen und im Automobilbau. Weitere wichtige Branchen sind Stahlbau, verfahrenstechnischer Apparatebau, Schiffbau und Bauwesen z. B. zur Anbringung von Isolierungen und Fassaden.

Die Vorteile des Bolzenschweißens:

Undichtigkeiten, welche beim Verschrauben von Teilen entstehen können, entfallen beim Bolzenschweißen. Durch die sehr kurzen Schweißzeiten tritt nur ein geringer Verzug auf. Die entstehende Verbindung ist sehr fest. Da die Nacharbeit von beschichteten oder auch hochlegierten Blechen entfallen, ist dieses Schweißen sehr rentabel.