Bolzenschweißen (auch Lichtbogenschweißen genannt) ist technisch betrachtet bei den Lichtbogenschweißverfahren angesiedelt. Beim Bolzenschweißen werden bolzenförmige Elemente zusammengeschweißt. Die Verbindungen sind langanhaltend.
Beim Bolzenschweißen wird inmitten der Stirnfläche des Bolzens und dem Werkstück ein Lichtbogen gezündet. Daraufhin werden beide Teile an der Oberfläche angeschmolzen und mit leichtem Druck zusammengefügt. Eingeteilt wird das Bolzenschweißen in zwei Verfahren:
- Bolzenschweißen mit Hubzündung
- Bolzenschweißen mit Spitzenzündung
Unterschieden werden die Verfahren durch die Geometrie der Schweißfläche am Bolzen, des eingesetzten Bolzenschweißgerät, dem Ablauf des Schweißverfahrens und der Bolzenschweißtechnik. Zudem weichen die Verfahren im Anwendungsbereich voneinander ab.
Bei allen Anwendungen des Lichtbogenschweißens tritt die sogenannte Blaswirkung auf. Dieser Effekt kann sich negativ auf die Nahtgüte auswirken. Das Bolzenschweißen ist von diesem Effekt nicht befreit.
Bolzenschweißen mit Hubzündung
Beim Bolzenschweißen mit Hubzündung wird der Bolzen vom Bauteil gehoben. Dabei entsteht ein Stromfluss, der den Lichtbogen erzeugrätt.
Zur Erfolgsmessung gibt es verschiedene Kenngrößen.
- Schweißstrom
Der Schweißstrom bezieht sich ganz allgemein auf den elektrischen Strom. Spannung, Stromstärke und die sich daraus ergebende Leistung spielen eine wesentliche Rolle beim Bolzenschweißen mit Hubzündung.
- Schweißzeit
Die Schweißzeit beschreibt die Dauer eines Schweißvorganges.
- Hub
Hub bezieht sich auf die Länge des Lichtbogens.
- Überstand
Der Überstand ist das Maß, mit dem in den Werkstoff eingetaucht wird.
Bolzenschweißen mit Spitzenzündung
Beim Bolzenschweißen mit Spitzenzündung verfügt der Bolzen auf der zu schweißenden Seite über eine festgelegte und knapp tolerierte Zündspitze. An dieser Seite wird der Lichtbogen gezündet. Daraufhin schmilzt die Zündspitze in einem Knall und verdampft teilweise.
Für das Bolzenschweißen mit Spitzenzündung gelten folgende Kenngrößen:
- Ladespannung
Mit der Ladespannung ist bei vorgegebener Kapazität die für den Schweißprozess zu speichernde Energie determiniert.
- Kapazität
Die Kapazität C ist eine physikalische Größe und wird auf Deutsch mit Fassungsvermögen übersetzt.
- Schweißzeit
Die Schweißzeit beschreibt den Dauer eines Schweißvorganges.
- Spalt
Der Schweißspalt ist die beim Schweißen entstehende Ritze im Material.
- Eintauchgeschwindigkeit/Schweißzeit
Die Eintauchgeschwindigkeit beschreibt die zurückgelegte Wegstrecke im Verhältnis zur Zeit. Sie kann mit der Geschwindigkeit verglichen werden.
Zusätzlich gibt es noch zwei Spezialverfahren. Dazu gehören das Magnetfeld-Bolzenschweißen (SRM) und das Hülsenschweißen mit magnetisch bewegtem und rotierendem Lichtbogen (MARC).
Beide Verfahren werden zwar selten eingesetzt, bieten aber gewisse Vorteile.