Öffnungswinkel
Der Öffnungswinkel ist der gesamte Winkel zwischen den beiden vorbereiteten Flanken einer Schweißfuge. Er bestimmt, wie gut Schweißbrenner, Zusatzwerkstoff und Schutzgas die Nahtwurzel erreichen. Ein zu kleiner Winkel verursacht Bindefehler, ein zu großer Winkel erhöht Verzug und Schweißgutmenge.
Physikalisch-chemischer Wirkmechanismus
Der Öffnungswinkel legt fest, wie viel Raum zwischen den Flanken offen bleibt. Der Lichtbogen oder die Flamme muss durch diesen Raum bis zur Wurzel vordringen. Ein großer Winkel öffnet den Spalt weit. Hitze und Schmelze fließen dann tief in die Fuge und benetzen die Flanken sicher. Ein kleiner Winkel erzeugt einen engen, tiefen Spalt. Der Lichtbogen heizt dann nur die oberen Flanken auf, die Wurzel bleibt kalt und unaufgeschmolzen.
Metallurgische Relevanz & Risiken beim Schweißen
Bei zu kleinem Öffnungswinkel bleibt die Wurzel unverschweißt. Es entstehen Bindefehler, Schlackeeinschlüsse und Poren. Die Naht bricht unter Belastung an der Wurzel. Bei zu großem Öffnungswinkel muss der Schweißer viel mehr Schweißgut einbringen. Die Wärmeeinbringung steigt, das Bauteil verzieht sich stärker. Die langsame Abkühlung vergröbert das Korn und mindert die Zähigkeit.
Werkstattpraxis & Handlungsanweisungen
Für Stumpfnähte an Blechen von 3 mm bis 15 mm Dicke wähle einen Öffnungswinkel von 60°. Bei dickeren Blechen ab 20 mm reduziere auf 45° bis 50°, um Schweißgut zu sparen. Halte den Wurzelspalt 2 mm bis 3 mm und den Steg 1 mm bis 2 mm ein. Prüfe den Winkel vor dem Heften mit einer Lehre. Schweiße in mehreren Lagen, wenn der Winkel groß ist. Jede Lage muss die Flanken vollständig aufschmelzen.