Schweißen ist, vereinfacht gesagt, jeder Prozess, bei dem Material durch Schmelzen von Metall- oder Thermoplastoberflächen verbunden wird. Typischerweise werden die geschmolzenen Kanten auch mit einem Füllmaterial verbunden, oft einer schmelzbaren Metalllegierung. Bei Metallschweißprozessen ist das Lichtbogenschweißen aufgrund seines meist automatischen Schweißens weit verbreitet und ermöglicht schnelle Schweißarbeiten. Das Metall-Lichtbogenschweißen unterscheidet sich von anderen Schweißformen durch die Verwendung einer Hochenergiestromversorgung.
Diese Stromquelle erzeugt einen Lichtbogen zwischen der Spitze des Schweißgeräts – technisch als Elektrode bezeichnet – und der Oberfläche des zu schweißenden Materials. Der hochenergetische Lichtbogen schmilzt effektiv die metallische Oberfläche und alle beim Bonding verwendeten Zusatzmetalle. Es ist ein relativ einfacher Schweißprozess, der jedoch Geschick und Fingerfertigkeit erfordert, um effektiv zu arbeiten.
Innerhalb des Genres Metall-Lichtbogenschweißen gibt es mehrere Unterkategorien. Lichtbogenschweißgeräte unterscheiden sich in ihrer Konstruktion und idealen Verwendung. Während es buchstäblich Dutzende von verschiedenen Lichtbogenschweißgeräten gibt, sind die beiden beliebtesten Kategorien von Lichtbogenschweißern Gas-Metall-Lichtbogenschweißgeräte (GMAW) und Fülldraht-Lichtbogenschweißgeräte (FCAW).
Metall-Schutzgas-Schweißgeräte sind weit verbreitet, da die abschmelzenden Elektroden des Schweißgerätes kontinuierlich und automatisch auf die Schweißnaht aufgebracht werden. Dies macht das MSG-Schweißen zu einem weitgehend automatisierten Prozess. Es ist normalerweise für jeden ausgebildeten Schweißer einfach und leicht durchzuführen.
Als Lichtbogenschweißgerät wird MSG-Wärme durch die Stromversorgung erzeugt; Die Gaskomponente einer MSG-Einheit dient nicht zum Verbrennen, sondern zur Abschirmung. Das in der Nähe der Elektrode einer GMAW-Maschine emittierte reine Argon- oder Heliumgas dient dazu, die metallische Oberfläche von atmosphärischem Stickstoff oder Sauerstoff zu reinigen. Atmosphärische Gase können Lücken in der Schweißnaht oder Defekte in der metallischen Schmelze verursachen; Daher ist es am besten, den Bereich mit einem Inertgas abzuschirmen.
Die meisten MSG-Einheiten verwenden Argon oder Helium, ein Gas, das sich am besten zum Abschirmen von Nichteisenmetallen eignet. GMAWs werden daher typischerweise für Aluminium, ein übliches Nichteisenmetall, verwendet. Es gibt jedoch auch andere Modelle mit anderen Schutzgasen, wodurch diese Art von Metall-Lichtbogenschweißgerät auch für andere Metallverbindungen geeignet ist.
Lichtbogenschweißgeräte mit Fülldraht ähneln MSG-Geräten, aber ihre Unterschiede machen sie anfälliger für den Einsatz mit legierten Metallen wie Stahl. Wie bei MSGs werden FCAW-Elektroden für das halbautomatische Schweißen kontinuierlich zugeführt. FCAW-Einheiten verfügen normalerweise nicht über ein extern zugeführtes Schutzgas; Stattdessen verfügen FCAW-Modelle über inerte Inhaltsstoffe, die bereits in die Elektroden eingebaut sind und bei hohen Temperaturen zu einem Schutzgas verdampfen. Im Wesentlichen liefert ein flussmittelbasiertes Metall-Lichtbogenschweißgerät sein Schutzgas direkt an den Elektroden.
Während sich die meisten FCAWs zur Gasabschirmung vollständig auf das verdampfende Flussmittel verlassen, verfügen einige FCAW-Einheiten auch über eine zusätzliche Gasabschirmung, die gestochen scharfe, saubere und nahezu perfekte Schweißnähte gewährleistet. Solche Geräte werden oft als „doppelt abgeschirmte“ Schweißer bezeichnet. Neben einem praktischen integrierten Abschirmmechanismus erzeugen FCAW-Maschinen noch intensivere Hitze für schnelleres Schweißen. Leider hat diese Geschwindigkeit ihren Preis, da FCAWs oft teurer sind als konkurrierende GMAW-Modelle.