Geschichte des Schweißens: vom Feuerschweißen über den Lichtbogen bis zum Laser

Zwei Metallstücke zu einem zu verbinden ist eine der grundlegendsten Aufgaben der Metallbearbeitung. Die Idee ist uralt, doch die Verfahren, die ein Schweißer heute nutzt, sind überwiegend keine hundertfünfzig Jahre alt. Die Geschichte des Schweißens erzählt davon, wie Strom, Gas und später Licht den Hammer als das Werkzeug ablösten, das Stahl zusammenfügt — und wie aus einem Handwerk ein geregelter, dokumentierter Beruf wurde.

Das ursprüngliche Schweißverfahren ist das Feuerschweißen, das bis in die Bronze- und Eisenzeit zurückreicht. Das Prinzip ist einfach zu beschreiben und schwer auszuführen: Zwei Eisenstücke werden in der Esse weißglühend erhitzt und danach zusammengehämmert, sodass die Oberflächen ineinander verschmelzen und zu einem Stück werden. Das erfordert eine genaue Temperatur, saubere Flächen und einen gut getimten Hammerschlag. Jahrtausendelang war dies die einzige Art, auf die man 'schweißen' konnte — und das Können des Schmieds entschied darüber, ob die Verbindung hielt.

Das Feuerschweißen hatte seine Grenzen. Es eignete sich am besten für kleinere Verbindungen, und jedes einzelne zusammengefügte Stück kostete Zeit an der Esse. Große Konstruktionen wurden deshalb stattdessen mit Nieten und Bolzen gefügt — denk an die Eisenbrücken und Schiffsrümpfe des 19. Jahrhunderts, die genietet und nicht geschweißt waren.

Die Grundlage des modernen Schweißens wurde im 19. Jahrhundert gelegt. Früh im Jahrhundert wurde der elektrische Lichtbogen beschrieben, als man entdeckte, dass Strom, der über einen Spalt springt, eine intensive Hitze entwickelt. In den 1880er Jahren wurde dieser Lichtbogen zum Schweißen eingesetzt — zuerst mit Kohleelektroden, bei denen die Hitze des Lichtbogens das Metall schmolz. Kurz darauf folgte die Idee, eine Metallelektrode zu verwenden, die selbst schmilzt und zum Zusatzwerkstoff wird.

Parallel dazu wurde um den Anfang des 20. Jahrhunderts (um 1900) das Gasschweißen entwickelt, als man herausfand, dass eine Mischung aus Acetylen und Sauerstoff heiß genug brennt, um Stahl zu schmelzen. Das Gasschweißen verbreitete sich schnell, weil es keine Stromquelle erforderte und gute Kontrolle über die Wärme gab — und es wird noch immer zum Erwärmen, Löten und für bestimmte Reparaturen verwendet.

Ein wichtiger Schritt war die umhüllte Elektrode, die zu Beginn des 20. Jahrhunderts entwickelt wurde. Die Umhüllung um den Metalldraht ergab einen stabileren Lichtbogen und bildete eine schützende Schlacke und Gasglocke über dem Schmelzbad, sodass Sauerstoff und Stickstoff der Luft die Schweißnaht nicht zerstörten. Das manuelle Lichtbogenschweißen mit umhüllter Elektrode — E-Hand (MMA) — wurde über viele Jahrzehnte zum ganz dominierenden Verfahren und ist für Konstruktions- und Reparaturarbeiten, nicht zuletzt im Freien, immer noch unschätzbar.

“Als man lernte, das Schmelzbad vor der Luft zu schützen, wurde das Schweißen zuverlässig genug, um Brücken und Schiffe zu tragen. Im Rest des 20. Jahrhunderts ging es darum, es schneller, sauberer und leichter beherrschbar zu machen.”

Die Notwendigkeit, in der ersten Hälfte des 20. Jahrhunderts schnell Schiffe, Fahrzeuge und Flugzeuge zu bauen, brachte die Schweißtechnik gewaltig voran. Zwei Verfahren, die noch heute das Rückgrat des modernen Schweißens bilden, wurden in dieser Zeit entwickelt: Das WIG-Schweißen (TIG) mit der nicht abschmelzenden Wolframelektrode unter Inertgas wurde Anfang der 1940er-Jahre perfektioniert und patentiert, und das MIG-Schweißen — Drahtschweißen unter Gasschutz — folgte Ende der 1940er-Jahre. Die MAG-Variante mit aktivem Schutzgas für Stahl kam in den folgenden Jahrzehnten.

Als geschweißte Konstruktionen Leben und Last zu tragen begannen — Gebäude, Krane, Druckbehälter, Fernwärmerohre —, reichte es nicht mehr, dass eine Verbindung „gut aussah“. Es entstand der Bedarf, nachweisen zu können, dass die Schweißnaht tatsächlich hält. Das führte zu den Normen und dem Zertifizierungssystem, die den Beruf heute prägen: Qualifizierung von Schweißern, anerkannte Schweißverfahren und Kontrolle der fertigen Nähte. Auch die Gesundheitsrisiken des Schweißrauchs wurden nach und nach erkannt, und Arbeitsschutzvorschriften sowie Schulungen zum sicheren Arbeiten kamen hinzu.

In Dänemark ist diese Entwicklung eng mit den Arbeitsmarktausbildungen — dem AMU-System — verknüpft, das es sowohl jungen als auch erfahrenen Menschen ermöglicht, konkrete Schweißkompetenzen Schritt für Schritt aufzubauen und sich in den Verfahren zertifizieren zu lassen, mit denen sie arbeiten. Das Schweißen entwickelte sich damit von etwas, das man durch Anlernen beim Kollegen erlernte, zu einem Beruf mit formaler Ausbildung, Prüfungen und Zeugnissen.

Der moderne Schweißer hat ein breites Arsenal: E-Hand (MMA) für die robuste Arbeit im Freien, MIG und MAG für die Produktion, WIG (TIG) für feine Arbeiten und nichtrostenden Stahl, dazu Gasschweißen und thermisches Schneiden. In der Industrie übernehmen Schweißroboter die langen, gleichförmigen Serien, während der Mensch für das Komplexe, das Schiefe und das, was sich nicht in die bequeme Position drehen lässt, weiterhin unentbehrlich ist. Neuere Verfahren wie das Laserschweißen verschieben die Grenzen weiter.

Aber unter all dem Fortschrittlichen liegt derselbe Grundgedanke wie in der Esse des Schmieds vor Jahrtausenden: Zwei Stücke Metall sollen zu einem werden, und die Verbindung muss stark und sauber sein. Der Unterschied ist, dass der alte Schmied nur seine Glut und seinen Hammerschlag hatte, während der moderne Schweißer über Strom, Gas, Licht, Schutz, Normen und Dokumentation verfügt — und Stahl damit auf eine Weise verbinden kann, von der kein Schmied der Antike hätte träumen können.