Schweißen bezeichnet eine Gruppe stoffschlüssiger Fügeverfahren, bei denen Bauteile lokal erwärmt und/oder plastifiziert und unter Einwirkung von Kraft mit oder ohne Zusatzwerkstoff verbunden werden. Die resultierenden Schweißverbindungen sind durch einen durchgehenden Werkstoffverbund charakterisiert, im Unterschied zu lösbaren oder form-/kraftschlüssigen Fügeverfahren.
Grundlegend wird zwischen Schmelzschweißen und Pressschweißen unterschieden. Beim Schmelzschweißen (z. B. Lichtbogen-, Laser- und Elektronenstrahlschweißen) wird ein Schmelzbad erzeugt, dessen Bildung, Strömung und Erstarrung – zusammengefasst als Schmelzbaddynamik – die Nahtgeometrie, Gefügebildung und damit die mechanischen Eigenschaften bestimmen. Pressschweißverfahren wie Reibungs-, Ultraschall- oder Widerstandspressschweißen nutzen überwiegend plastische Verformung und Diffusion bei Temperaturen unterhalb oder nahe der Solidustemperatur.
Die Schweißbarkeit eines Werkstoffs beschreibt seine Eignung, unter gegebenen Prozessbedingungen schadenfrei geschweißt zu werden. Sie hängt von chemischer Zusammensetzung, Gefüge, Wärmeleitfähigkeit, Ausdehnungskoeffizient und Phasenumwandlungen ab. Kritische Phänomene sind Heißrisse, Kaltrisse, Porenbildung, Versprödung der Wärmeeinflusszone (WEZ) und Eigenspannungen.
Moderne Schweißprozesse wie Laserstrahl-, Hybrid- und hochdynamische Reibschweißverfahren ermöglichen hohe Energieeindichte, geringe Wärmeeinbringung und präzise Nahtführung. Für die Auslegung geschweißter Konstruktionen sind neben der Prozesswahl die Bewertung von Ermüdungsfestigkeit, Bruchmechanik, Korrosionsverhalten und Eigenspannungen entscheidend. Numerische Simulation (z. B. gekoppelte thermo-mechanische Modelle) und in-situ Diagnostik werden zunehmend zur Prozess- und Eigenschaftsoptimierung eingesetzt.
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