Aluminium & Aluminiumlegierungen
Leichtbau mit eigener Schweißlogik: Oxidschicht, Warmrisse und Aushärtung
AI generated Aluminium ist mit einer Dichte von 2,7 g/cm³ der wichtigste Leichtbau-Werkstoff. Seine natürliche Oxidschicht schützt vor Korrosion, stellt beim Schweißen aber besondere Anforderungen. Entscheidend sind die richtige Legierungsfamilie, die Entfernung der Oxidhaut und der passende Zusatzwerkstoff.
Aluminium wiegt nur ein Drittel von Stahl – genau das macht es zum Werkstoff für alles, was leicht und trotzdem fest sein muss: Fahrzeugbau, Luftfahrt, Leitern, Behälter, Fassaden. Aber Aluminium schweißt sich nach eigenen Regeln. Wer es wie Stahl behandelt, scheitert garantiert.
Das erste Hindernis sitzt unsichtbar auf der Oberfläche: die . Aluminium reagiert an der Luft sofort zu Aluminiumoxid – einer keramikartigen Haut, die erst bei rund 2050 °C schmilzt, während das Aluminium darunter schon bei 660 °C flüssig wird. Lässt du die Oxidhaut beim Schweißen drin, bekommst du harte Einschlüsse in der Naht. Deshalb gilt: Oberfläche vorher gründlich mit einer Aluminium-Edelstahlbürste abbürsten oder beizen. Beim hilft dir der : Die positive Halbwelle des Wechselstroms sprengt die Oxidschicht förmlich auf.
Dann die Legierungen. Man unterscheidet , die gewalzt, gezogen oder geschmiedet werden, und für Formguss. Die wichtigsten Knet-Familien: AlMg (5xxx) ist der Allrounder mit bester , AlMgSi (6xxx) der klassische Konstruktionswerkstoff, AlCu (2xxx) und AlZnMgCu (7xxx) die hochfesten Luftfahrtlegierungen. Entscheidend ist, ob die Legierung aushärtbar ist. Die 6xxx- und 7xxx-Legierungen werden durch fest – beim Schweißen geht diese Festigkeit in der teilweise verloren, der Werkstoff wird dort weicher. Der beschreibt genau diesen künstlich gealterten, voll ausgehärteten Zustand.
Beim Schweißen lauern drei klassische Fehler. Erstens der : Aluminium schwindet beim Erstarren stark, und bestimmte Legierungen – besonders 6xxx und 7xxx – neigen zu in der Nahtmitte. Gegenmittel ist der richtige, siliziumreiche Zusatzwerkstoff. Zweitens die : Flüssiges Aluminium saugt Wasserstoff auf, beim Erstarren bilden sich . Die Ursache ist fast immer Feuchtigkeit oder eine verschmutzte, oxidierte Oberfläche. Drittens der : Aluminium dehnt sich doppelt so stark aus wie Stahl, die Bauteile verziehen sich beim Schweißen deutlich. Dazu kommt die hohe Wärmeleitfähigkeit – du brauchst viel Energie, um die Schweißstelle überhaupt auf Temperatur zu bringen.
Geschweißt wird Aluminium fast immer mit (Wechselstrom) für dünne Bleche und mit MIG für dickere Querschnitte. Als Schutzgas dient reines Argon oder ein Argon-Helium-Gemisch. Beim MIG-Schweißen nimmt man wegen der weichen Drahtförderung möglichst kurze Schlauchpakete und einen der passenden Legierung.