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Werkstücke mit thermischen Fügeverfahren herstellen - Metallbildner - LF 9 MB

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Einleitung

Eine Zierleiste löten, einen Halter schweißen oder ein empfindliches Formteil verbinden: Als angehende Metallbildnerin oder angehender Metallbildner musst du entscheiden, welche thermische Fügetechnik zum Werkstoff, zur Form, zur Funktion und zur Gestaltung passt. Dieser Kurs begleitet einen vollständigen berufstypischen Auftrag von der Analyse über die sichere Arbeitsplanung bis zur Prüfung, Kalkulation und Dokumentation. Er richtet sich an das 3. Ausbildungsjahr und orientiert sich an Lernfeld 9 MB (60 Unterrichtsstunden) des KMK-Rahmenlehrplans, gedruckte Seite 21. Weitere Orientierung bietet das Berufsprofil des BIBB.

Kompetenzziel: Du kannst einen anonymisierten Fertigungsauftrag analysieren, Dokumente und Schweißzeichen auswerten, Löt- und Schweißverfahren unter technologischen, gestalterischen, ökonomischen und ökologischen Gesichtspunkten vergleichen, Prozesskenngrößen anhand freigegebener Herstellerinformationen bestimmen, einen sicheren Arbeitsablauf begründen, ein Ergebnis prüfen und nachvollziehbar dokumentieren. Der Lehrtext ersetzt weder eine betriebliche Unterweisung noch eine Befähigung zum Schweißen oder Löten: Arbeiten mit Hitze, Strom, Druckgas oder Laser ausschließlich nach Gefährdungsbeurteilung, Unterweisung und unter befugter Aufsicht. Alle praktischen Übungen sind alternativ als ungefährliche Papier-, CAD- oder Simulationsaufgaben durchführbar.

Fertigungsauftrag analysieren und Fügeverfahren auswählen

Vom Kundenwunsch zur technischen Anforderung

Ein Auftrag nennt zunächst häufig die Wirkung: „Die sichtbare Verbindung einer Kupfer-Zierleiste soll dezent und dauerhaft sein.“ Übersetze diesen Wunsch in prüfbare Merkmale: Werkstoff und Beschichtung, Bauteilgeometrie, Position der Verbindung, Form- und Maßtoleranzen, erwartete Beanspruchung, Oberflächenbild, Stückzahl, Termin und Budget. Kläre, ob das Werkstück tragend, dicht, elektrisch leitend oder rein dekorativ sein soll; Anforderungen an tragende oder sicherheitsrelevante Verbindungen müssen gesondert fachlich nachgewiesen werden. Notiere offene Fragen vor der Verfahrensentscheidung.

Ein vollständiges Unterlagenpaket enthält Gesamt- und Teilzeichnungen, Stückliste, ggf. Angaben zu Toleranzen, Oberfläche und Werkstoff, die geltende Betriebsanweisung, Sicherheitsdatenblätter zu Hilfsstoffen sowie technische Hinweise des Geräte- und Zusatzwerkstoffherstellers. In englischen Unterlagen stehen etwa base metal für Grundwerkstoff, filler metal für Zusatzwerkstoff und heat-affected zone für Wärmeeinflusszone. Übersetze solche Fachbegriffe immer im konkreten technischen Zusammenhang.

Verfahren mit einer Entscheidungsmatrix vergleichen

Thermisches Fügen verbindet Werkstücke durch Wärmeeinwirkung; beim Löten schmilzt das Lot, der Grundwerkstoff grundsätzlich nicht. Beim Schmelzschweißen wird der Grundwerkstoff im Fügebereich aufgeschmolzen. Beim Widerstandspunktschweißen entsteht Wärme durch elektrischen Widerstand und die Verbindung wird unter Kraft hergestellt. Die Auswahl hängt deshalb nicht allein von der maximal erreichbaren Temperatur ab.

Kriterium	Frage im Auftrag	Konsequenz
Werkstoff	Welche Legierung, Dicke und Beschichtung liegen vor?	Fügeeignung, Korrosion und Wärmeempfindlichkeit prüfen
Geometrie	Ist die Fuge zugänglich, maßhaltig und spannbar?	Lötschnitt, Überlappung, Nahtlage und Spannmittel wählen
Beanspruchung	Dekorativ, mechanisch belastet oder dicht?	Verbindung, Prüfumfang und Nachweise abstimmen
Gestaltung	Muss die Fuge unsichtbar oder gleichmäßig wirken?	Oberfläche, Wärmeeintrag und Nacharbeit beachten
Wirtschaft und Umwelt	Einzelstück oder Serie, wie hoch sind Aufwand und Ausschuss?	Prozesszeit, Zusatzwerkstoff, Energie und Reparierbarkeit vergleichen

Typischer Fehler: Ein Verfahren allein wegen einer vermeintlich glatten Naht auswählen, obwohl Wärmeverzug, Beschichtungen oder geforderte Festigkeit dagegen sprechen. Dokumentiere mindestens zwei geeignete Alternativen und den begründeten Ausschluss ungeeigneter Varianten.

Weichlöten und Hartlöten verstehen

Wirkprinzip und Begriffe

Beim Weichlöten liegt die Liquidustemperatur des Lotes unter 450 °C, beim Hartlöten darüber. Das ist eine Einteilung nach der Liquidustemperatur des Zusatzwerkstoffs, keine pauschale Temperaturvorgabe für ein konkretes Werkstück. Der feste Grundwerkstoff muss benetzbar sein. Benetzung heißt, dass sich das flüssige Lot an der geeigneten Oberfläche ausbreitet; Kapillarwirkung kann Lot in einen passend ausgelegten engen Fügespalt ziehen. Oxide, Fett, ungeeignetes Lot, nicht abgestimmtes Flussmittel oder ein ungeeigneter Spalt gefährden die Verbindung. Flussmittel und Lot nur nach freigegebenen Herstellerangaben auswählen, und die Risiken in Sicherheitsdatenblättern prüfen.

Weichlöten eignet sich beispielsweise für thermisch wenig beanspruchte, nicht tragende Verbindungen, wenn Werkstoff und Anwendung es erlauben. Hartlöten kann bei geeigneter Werkstoffkombination höhere thermische und mechanische Beanspruchungen ermöglichen. Die tatsächliche Festigkeit hängt jedoch von Lot, Fügeflächen, Spalt, Prozess und Prüfbedingungen ab; die bloße Verfahrensbezeichnung ist kein Festigkeitsnachweis. Bei Restaurierungen und Sichtflächen sind Farbe, Verfärbung, Oberflächenvorbereitung und mögliche irreversible Veränderungen besonders wichtig.

Abbildung: Gerät zum Hartlöten mit Propan und Sauerstoff. Foto: Nutzdatenbegleiter, CC BY-SA 3.0; Commons-Dateiseite. Abgebildete Ausrüstung ist kein Ersatz für betriebliche Eignungsprüfung oder Unterweisung.

Fügeflächen, Kapillarspalt und Lötqualität

Planungsschritte sind das Identifizieren der Werkstoffe, das Festlegen einer geeigneten Überlappungs- oder Stoßgeometrie, das Prüfen der erreichbaren Maßhaltigkeit und das Heranziehen der Lot- und Flussmitteldatenblätter. Bei einem nicht tragenden dekorativen Probestück darfst du das erforderliche theoretische Spaltvolumen als geometrisches Modell berechnen: Volumen = überdeckte Fläche × mittlere Spalthöhe. Reale Spaltmaße sind werkstoff- und produktspezifisch; die im späteren Rechenbeispiel gewählten Zahlen sind keine allgemeine Lötanweisung.

Abbildung: Hartlötvorgang an einem Kupferrohr. Foto: Le plombier du désert, CC BY-SA 4.0; Commons-Dateiseite. Übertrage Rohrverbindungen nicht ungeprüft auf flache Zierwerkstücke.

Fehlerbilder und Ursachen: Ein nicht durchgängiger Lotfluss kann auf unzureichende Benetzung oder ungeeignete Fugenbedingungen hinweisen; Verzug auf ungünstige Wärmeverteilung oder Einspannung; Flecken oder Korrosion auf nicht geeignete Oberflächenbehandlung oder Rückstände. Bewerte Fehlstellen anhand der konkreten Qualitätsanforderungen, statt sie pauschal mit „gut“ oder „schlecht“ zu kennzeichnen. Heißarbeiten dürfen nur qualifizierte Fachpersonen beurteilen und ausführen.

Schweißverfahren und Anlagen vergleichen

Autogen-, Elektroden- und Schutzgasschweißen

Beim Autogenschweißen erzeugt eine Brenngas-Sauerstoff-Flamme die zum Fügen erforderliche Wärme; Werkstoff, Flamme und Zusatz müssen abgestimmt sein. Beim Lichtbogenhandschweißen mit umhüllter Stabelektrode (E-Hand) schmilzt eine Elektrode ab, deren Umhüllung den Prozess unterstützt und Schlacke bilden kann. Beim MIG/MAG-Schweißen wird ein abschmelzender Draht über einen Lichtbogen zugeführt: MIG nutzt inert wirkende Schutzgase, MAG aktive Schutzgase oder Gasgemische. WIG-Schweißen verwendet eine nicht abschmelzende Wolframelektrode mit Schutzgas und je nach Aufgabe einen getrennten Zusatz. Die Abkürzungen beschreiben Verfahren, nicht pauschal deren Eignung für jede Legierung.

Abbildung: WIG-Schweißarbeit mit Handschutz und Schutzausrüstung. Foto: Prowelder87, CC BY-SA 4.0; Commons-Dateiseite.

Abbildung: Schutzgasschweißung außerhalb der Wannenposition; die Fotobezeichnung lautet „MIG“. Foto: Prowelder87, CC BY-SA 4.0; Commons-Dateiseite. Ein Foto allein identifiziert das konkrete Gas nicht sicher.

Fachvideo auf Deutsch: Ein kurzer Vergleich von MIG/MAG und WIG unterstützt die Begriffsklärung. Anbieter: Air Liquide Deutschland (Herstellerinhalt, keine OER-Freigabe zugesichert).

Fachvideo auf Deutsch: EWM erläutert Grundlagen des WIG-Aluminiumschweißens. Quelle und Einbettung auf der EWM-Videoseite, kein Ersatz für die betriebliche Prozessfreigabe.

Laser- und Widerstandsschweißen

Laserschweißen konzentriert Strahlungsenergie in eine örtlich begrenzte Zone; es kann gut automatisierbar und präzise sein, benötigt aber eine dafür geeignete, rechtlich und technisch abgesicherte Anlage einschließlich Strahlenschutz und Fachpersonal. Eine offene Vorführung ohne Schutzkonzept ist keine Unterrichtsoption. Beim Widerstandspunktschweißen pressen Elektroden geeignete Blechteile zusammen; Stromdurchgang erzeugt Wärme in der Fügestelle. Entscheidend sind unter anderem Elektrodenkraft, Strom, Zeit, Oberflächenzustand und Materialkombination. Die konkreten Einstellungen stammen aus qualifizierten Arbeits- und Herstellerunterlagen, nicht aus diesem Kurs.

Abbildung: Prinzip des Widerstandspunktschweißens als Schema. Grafik: Himanshu19s, CC BY-SA 4.0; Commons-Dateiseite.

Fachvideo auf Deutsch: EWM erläutert als Hersteller die Auswahl eines E-Hand-Schweißgeräts; Quelle: EWM-Videoseite, Herstellerinhalt.

Beachte: Beim Schweißprozess können Einbrand, Poren, Risse, Spritzer, Verfärbungen und Verzug auftreten. Ein schönes Nahtbild garantiert keine innere Qualität. Vergleiche die Verfahren mit Blick auf Stückzahl, Zugänglichkeit, Nacharbeit, geforderte Gestaltung und Prüfaufwand.

Zeichnungen auswerten, Kenngrößen berechnen und Arbeiten planen

Zeichnungen und Schweißsymbole verstehen

Lies zuerst Werkstück- und Baugruppenzeichnung, Werkstoffbezeichnung und Maßbezug. Schweißangaben werden unter anderem durch eine Pfeillinie, Bezugslinie, das Grundsymbol der Naht und gegebenenfalls Zusatzangaben dargestellt. DIN EN ISO 2553:2022-07 ist laut DIN Media die als aktuell ausgewiesene Ausgabe zur symbolischen Darstellung von Schweißverbindungen; ein Entwurf 2026-07 darf nicht ungeprüft als bereits verbindliche Neuausgabe behandelt werden. Zeichnungssysteme und konkrete Symbolauslegung müssen anhand der im Betrieb lizenzierten gültigen Normunterlagen geprüft werden. Wir kopieren keine geschützten Normentabellen.

Abbildung: frei zugängliche Übersicht verschiedener Schweißsymbole. Grafik: Himanshumishra.tg, CC BY 4.0; Commons-Dateiseite. Die Illustration dient nur dem Gespräch über Symbole, nicht als verbindliche ISO-Normvorlage.

Mini-Beispiel: Eine Zeichnung markiert eine Kehlnaht an einem T-Stoß. Beschreibe zunächst Stoßart, Pfeilseite und zugängliche Fläche. Fehlende Nahtgröße, Länge oder Verfahrensangaben dürfen nicht geraten werden: Kläre sie mit der verantwortlichen Fachperson und dem gültigen Zeichnungsstand. Dokumentiere Prüfstand und Versionsnummer einer digitalen Zeichnung, damit nicht nach einer veralteten Datei gearbeitet wird.

Stoff, Energie und Zeit rechnerisch überschlagen

Geometrie: Für ein Blechband mit Breite 20 mm, Dicke 1,5 mm und Länge 120 mm gilt V = 20 × 1,5 × 120 = 3 600 mm³ = 3,6 cm³. Bei angenommener Kupferdichte 8,96 g/cm³ folgt m = 3,6 × 8,96 = 32,26 g. Zwei gleich große Bänder wiegen vor dem Fügen zusammen rund 64,5 g. Die Dichte gilt näherungsweise für Kupfer und ist kein Zertifikat für eine konkrete Legierung.

Elektrisches Schweißen als reine Rechenübung: Bei angenommener Lichtbogenspannung U = 20 V, Stromstärke I = 60 A und Zeit t = 30 s ist E = U × I × t = 20 × 60 × 30 = 36 000 J = 36 kJ. Dies ist nur eine idealisierte elektrische Eingangsenergie, nicht die nutzbare Wärmemenge in der Naht. Diese Zahlen sind keine Geräteeinstellwerte. Tatsächliche Prozesse erfordern fachkundig festgelegte Kennwerte, Wirkungsgradbetrachtung und Herstelleranweisungen.

Wirtschaftlichkeit: Trenne Rüstzeit, Fügezeit, Prüfen, Nacharbeit und Dokumentation. Rechne zusätzlich mit Verschnitt, Ausschuss, Hilfsstoffen, Absaugung und Energie. Ein niedriger Verbrauch je Stück nützt wenig, wenn viele sichtbare Fehler oder Nacharbeiten entstehen. Digitale Laufzettel und versionskontrollierte CAD-Daten helfen bei Reproduzierbarkeit; keine echten Kunden- oder Personaldaten in öffentliche Lernsysteme laden.

Sichere Fertigung, Qualitätsprüfung und Nachhaltigkeit

Schutzmaßnahmen vor Prozessbeginn

Vor jeder Heißarbeit erstellt der Betrieb eine Gefährdungsbeurteilung und legt eine Betriebsanweisung fest. Infrage kommen Brand- und Verbrennungsgefahr, elektrische Gefährdung, optische Strahlung, Schweißrauche, Flussmitteldämpfe, Lärm, Druckgase, Sauerstoffmangel und Verletzungen durch heiße oder scharfkantige Werkstücke. Die Schutzmaßnahmen folgen dem STOP-Prinzip (Substitution, Technik, Organisation, Personenschutz): emissionärmere Verfahren prüfen, Gefahrstoffe möglichst an der Entstehungsstelle erfassen, Arbeitsbereich sichern, unterweisen und geeignete persönliche Schutzausrüstung nutzen. Atemschutz ist kein Ersatz für wirksame technische Maßnahmen. Arbeitsmittelkontrolle, Brandschutz, geeignete Abschirmungen auch für umstehende Personen, geregelter Zugang und Notfallwege gehören dazu.

Die TRGS 528 behandelt schweißtechnische Arbeiten einschließlich Löten; die DGUV-Fachseite Bildungsbereich Metall verweist auf geeignete aktuelle Hilfen wie DGUV Informationen 209-010, 209-011 und 209-077. Wichtige Aktualitätskontrolle: Kapitel 2.26 der DGUV Regel 100-500 wurde laut DGUV-Änderungsverzeichnis im November 2024 zurückgezogen. Verwende es nicht ungeprüft als heute geltende Handlungsanleitung.

Sichere Alternative: Analysiere Werkstoffkarten, Schweißnahtbilder und Videoaufnahmen; positioniere ungefährliche Pappmodelle einer Überlappung; simuliere Wärmeverzug in einer Skizze oder einem freigegebenen CAD-/Lernprogramm. Keine offene Flamme, kein Lichtbogen, kein Laser und keine Druckgasanlage im unbeaufsichtigten Lernauftrag.

Prüfen, Störungen behandeln und umweltgerecht handeln

Prüfe vorab die Dokumente und die Freigabe der Arbeitsmittel. Nach dem Fügen und ausreichender, sicherer Abkühlung folgen je nach Anforderung eine Sichtprüfung (Fugenbild, Poren, Risse, ungewollte Anlauffarben), Maßprüfung (Länge, Versatz, Ebenheit), gegebenenfalls geeignete zerstörungsfreie Prüfungen oder durch Fachpersonal angeordnete Proben. Nicht jede Verbindung lässt sich durch Sichtprüfung auf Festigkeit bewerten. Prüfgrenzen müssen im Auftrag festgelegt sein; bei Abweichungen dokumentierst du Befund, mögliche Ursachen und Entscheidung über Nacharbeit, Sperrung oder neue Fertigung. Keine Prüfung gefährlicher oder sicherheitskritischer Bauteile ohne befugtes Fachpersonal.

Beispiel für eine Fehleranalyse: Sichtbar unterbrochener Lotrand plus überhöhte Maßabweichung. Mögliche Ursachen: verschmutzte Oberfläche, ungeeignete Fuge, fehlende Fixierung. Gesicherter Befund ist nur die beobachtete Abweichung; die Ursache bleibt eine zu prüfende Hypothese. Verbesserung: saubere Dokumentationskette, fachkundige Prüfung der Materialien und Spannstrategie, Musterteile nur nach Freigabe.

Nachhaltigkeit: Vermeide Überproduktion, unnötige Wärmeeinbringung, Füllmaterialverlust und vermeidbare Nacharbeit; plane Reparaturmöglichkeiten und sortenreine Metallsammlung. Flussmittelreste, kontaminierte Tücher und sonstige gefährliche Abfälle werden nach Sicherheitsdatenblatt und örtlicher betrieblicher Entsorgungsregel behandelt, niemals pauschal in Restmüll oder Abwasser gegeben. Speichere digital nur erforderliche pseudonymisierte bzw. synthetische Auftragsdaten; prüfe Zugriffsrechte, Versionsstände und Löschfristen.

Praxisfall: Eine dekorative Kupferzierleiste herstellen

Anonymer Musterauftrag mit Anforderungen

Fiktiver Auftrag: Zwei unbeschichtete, jeweils 120 mm lange, 20 mm breite und 1,5 mm dicke Kupferflachbänder sollen in einer geraden Überlappverbindung eine nicht tragende Zierleiste bilden. Die Überlappung beträgt 15 mm; als schulische Modellannahme gilt ein gleichmäßiger rechnerischer Fügespalt von 0,10 mm, vorbehaltlich späterer Herstellerfreigabe. Die fertige Leiste soll 225 ± 1 mm lang sein, seitlich höchstens 0,5 mm versetzt und an der Sichtseite ohne lose Partikel und auffällige Fehlstellen. Eine bestimmte Tragfähigkeit oder Dichtheit wird ausdrücklich nicht zugesichert. Die Material- und Preisdaten sind fiktiv. Vor realer Fertigung müssten Lot, Flussmittel, Arbeitstemperatur, Freigaben und Prüfmethode durch den Betrieb passend zur Kupferlegierung und Verwendung festgelegt werden.

Verfahrenswahl: Für das nicht tragende, formschöne Kupferstück ist eine geeignete Hartlötverbindung nach fachkundiger Prüfung eine plausible Variante. WIG-Schweißen könnte den Grundwerkstoff stärker thermisch beeinflussen; Widerstandspunktschweißen erzeugte punktförmige Verbindungen, die die gewünschte durchgängige Ansicht möglicherweise nicht erfüllen. Die endgültige Wahl erfolgt nach Materialdaten, Aufwand und Versuch unter Aufsicht. Eine freie Schmuckgestaltung kann andere Entscheidungen erfordern.

Vollständige Modellrechnung

Gesamtlänge: L = 120 mm + 120 mm − 15 mm = 225 mm. Überdeckte Fläche: A = 20 mm × 15 mm = 300 mm². Rechnerisches Spaltvolumen: V = 300 mm² × 0,10 mm = 30 mm³ = 0,030 cm³. Mit der rein angenommenen Lotdichte ρ = 9,0 g/cm³ entspricht dies m = 0,030 × 9,0 = 0,270 g. Eine rechnerische Reserve von 30 % ergäbe 0,270 × 1,30 = 0,351 g ≈ 0,35 g. Das ist keine Dosierempfehlung: tatsächlicher Verbrauch hängt von Kapillargeometrie, Randwulst, Lottyp und Verlusten ab und wird fachkundig ermittelt.

Rohmaterialmasse: 2 × 120 mm × 20 mm × 1,5 mm = 7 200 mm³ = 7,2 cm³; bei angenommener Kupferdichte 8,96 g/cm³ sind das 64,51 g. Illustrative Kalkulation: Kupfer 0,06451 kg × 18 €/kg = 1,16 €; Lot 0,00035 kg × 130 €/kg = 0,05 €; sonstige Hilfsstoffe pauschal 0,10 €; angenommen 20 min Arbeitszeit × 32 €/h = 10,67 €. Zwischensumme = 11,98 € (Rundung erst bei den Positionen). Nicht enthalten sind tatsächlicher Verschnitt, Prüfmittel, Absaugung, Geräte-, Energie- und Gemeinkosten, Ausschuss, Steuern oder Gewinn. Erkläre, wie sich bei höherem Ausschuss die Stückkosten verändern.

Arbeitsplan und prüfbares Arbeitsergebnis

Phase	Tätigkeit und Verantwortlichkeit	Prüfnachweis
Auftrag klären	Zeichnung, Zierfunktion, Lotkompatibilität, Freigaben und Werkstoffzustand prüfen	Anforderungsliste und Entscheidungsmatrix
Planung	Geometrie und Modellrechnung erstellen; sicherheitsbezogene Unterlagen und Arbeitsplatzfreigabe durch Fachpersonal einholen	Bemaßte Skizze und freigegebener Arbeitsplan
Vorbereitung	Bauteile identifizieren, Fügezone und Fixierkonzept mit Aufsicht abstimmen	Maß- und Materialcheck, dokumentierter Gefährdungscheck
Thermisches Fügen	Nur eingewiesene, befugte Personen führen reale Arbeiten mit freigegebenen Kennwerten, Schutzmaßnahmen und Anlage durch	Unterschrift/Freigabe der Fachaufsicht oder dokumentierte Simulation
Nachbehandlung	Sichere Abkühlung und zulässige Behandlung von Rückständen nach Betriebsanweisung	Rückstands- und Sichtbefund
Prüfung	Gesamtlänge, seitlichen Versatz, Oberfläche, Fugenbild und ggf. vereinbarte Zusatzprüfungen beurteilen	Messblatt mit Soll/Ist, Prüfentscheid
Abschluss	Kostenübersicht, Materialreste, Entsorgung und Verbesserungsvorschläge dokumentieren	Anonymisiertes Fertigungsprotokoll mit Versionsstand

Beispiel eines vollständig prüfbaren Modell-Ergebnisses: In einer CAD- oder Pappsimulation wurden 225,4 mm Gesamtlänge und 0,3 mm seitlicher Versatz gemessen. Die Abweichungen betragen +0,4 mm und 0,3 mm; beide Maßkriterien sind erfüllt. Die Sichtprüfung ist nur mit dokumentiertem Bild bzw. geschildertem Modellbefund bewertbar. Ein realer Festigkeitsnachweis wird durch diese Modellmaße nicht erbracht. Fehlen die fachkundige Fügefreigabe oder die Beurteilung der Verbindungsqualität, lautet die Gesamtabnahme nicht freigegeben, selbst wenn die Maße stimmen. Formuliere im Prüfblatt getrennt „Maße bestanden“ und „Verbindungsqualität offen“.

Bewertungsraster (100 Punkte):

Kriterium	Punkte	Transparenter Maßstab
Auftragsanalyse und Verfahrensbegründung	20	Anforderungen vollständig, Alternativen plausibel abgewogen
Zeichnung und Berechnungen	20	Maße, Einheiten, Volumen, Masse und Kosten nachvollziehbar
Sicherheit und Umwelt	20	Gefährdungen, Zuständigkeiten, Schutzkonzept und Entsorgung richtig zugeordnet
Arbeitsplan und Dokumentation	15	Reihenfolge, Freigaben und Nachverfolgbarkeit klar
Ergebnisprüfung	15	Soll/Ist, Abweichungen und offene Prüfungen korrekt entschieden
Reflexion und Verbesserung	10	zwei sinnvolle, begründete Optimierungen

Bewertungsvorbehalt: Ein rechnerisch gutes Modell verleiht keine Erlaubnis für Heißarbeiten. Für eine reale Fertigung gelten zusätzlich alle betrieblichen Freigaben und gegebenenfalls weitergehende Qualitätsforderungen. Bewertungsraster und Zahlen sind Unterrichtsbeispiele, keine amtlichen Prüfungsanforderungen.

Interaktive Aufgaben

Quiz: Prüfe dein Fachwissen

Was unterscheidet Hartlöten grundlegend vom Schmelzschweißen? (Beim Hartlöten schmilzt das Lot, der Grundwerkstoff wird nicht aufgeschmolzen) (!Beim Hartlöten muss der gesamte Grundwerkstoff schmelzen) (!Beim Hartlöten wird ausschließlich elektrischer Widerstand genutzt) (!Hartlöten ist nur an Kunststoffen möglich)

Welche Aussage kennzeichnet Weichlöten? (Die Liquidustemperatur des verwendeten Lots liegt unter 450 Grad Celsius) (!Der Grundwerkstoff muss stets über 900 Grad Celsius erwärmt werden) (!Weichlöten erzeugt immer eine tragende Verbindung) (!Weichlöten benötigt grundsätzlich keinen Zusatzwerkstoff)

Welche Eigenschaft ist für eine kapillare Lötfuge besonders wichtig? (Ein für Lot und Bauteile geeigneter Fügspalt mit benetzbaren Oberflächen) (!Ein beliebig großer offener Abstand zwischen den Teilen) (!Eine absichtlich stark verölte Fügezone) (!Eine ausschließlich lackierte Kontaktfläche)

Welche Aussage trifft auf WIG-Schweißen zu? (Eine nicht abschmelzende Wolframelektrode erzeugt den Lichtbogen) (!Eine umhüllte abschmelzende Stabelektrode ist immer erforderlich) (!Die Verbindung entsteht nur durch mechanisches Nieten) (!Es wird grundsätzlich ohne jede Schutzwirkung gearbeitet)

Was ist ein typisches Merkmal des MAG-Schweißens? (Es wird ein aktives Schutzgas oder ein entsprechendes Gasgemisch eingesetzt) (!Es wird ausschließlich mit einem Laserstrahl gefügt) (!Eine abschmelzende Drahtelektrode ist ausgeschlossen) (!Es entsteht grundsätzlich keine Wärmeeinflusszone)

Wodurch entsteht beim Widerstandspunktschweißen die Wärme in der Fügestelle? (Durch elektrischen Widerstand bei Stromdurchgang unter Elektrodenkraft) (!Ausschließlich durch ein flüssiges Lötbad aus Silber) (!Allein durch die Schwerkraft des Werkstücks) (!Durch Reibung eines rotierenden Fräsers)

Welche Gesamtlänge ergibt sich bei zwei Streifen mit je 120 mm Länge und 15 mm Überlappung? (225 mm) (!240 mm) (!255 mm) (!135 mm)

Was sagt eine bestandene Sichtprüfung einer Schweiß- oder Lötverbindung allein aus? (Sie belegt nur die mit dieser Prüfung tatsächlich erfassten sichtbaren Merkmale) (!Sie garantiert jede geforderte innere Festigkeit) (!Sie ersetzt grundsätzlich alle Maßprüfungen) (!Sie hebt die Pflicht zur Gefährdungsbeurteilung auf)

Welche Reihenfolge entspricht dem STOP-Prinzip des Arbeitsschutzes? (Substitution vor technischen, organisatorischen und persönlichen Maßnahmen prüfen) (!Persönliche Schutzausrüstung macht alle technischen Maßnahmen überflüssig) (!Die Brandgefährdung wird erst nach der Arbeit berücksichtigt) (!Ohne Unterweisung darf jede Person einen Laser bedienen)

Was ist bei digitalen Fertigungsunterlagen fachgerecht? (Nur freigegebene Versionsstände und erforderliche nicht personenbezogene Übungsdaten verwenden) (!Ungeprüfte alte Zeichnungen ohne Versionsangabe übernehmen) (!Echte Kundendaten in öffentliche Übungsdateien kopieren) (!Fehlende Herstellerangaben durch beliebige Werte ersetzen)

Memory

Ordne jedem Fachbegriff seine Bedeutung zu.

Grundwerkstoff	Der metallische Werkstoff, aus dem die zu fügenden Teile bestehen
Zusatzwerkstoff	Zugeführtes Material wie Lot oder Schweißdraht zur Verbindungsbildung
Kapillarspalt	Fuge, deren geeignete Geometrie das Einziehen von flüssigem Lot begünstigt
Wärmeeinflusszone	Bereich des nicht aufgeschmolzenen Grundwerkstoffs mit wärmebedingt veränderter Struktur
Verzug	Unerwünschte Änderung von Form oder Maß durch ungleichmäßige Wärmeprozesse
Sichtprüfung	Untersuchung äußerlich zugänglicher Qualitätsmerkmale der Verbindung

Drag-and-drop

Verbinde jedes Verfahren mit seinem zutreffenden Merkmal.

Ordne die Verfahren zu.	Kennzeichen
Weichlöten	Lot mit Liquidustemperatur unter 450 Grad Celsius
Hartlöten	Lot mit Liquidustemperatur über 450 Grad Celsius bei festem Grundwerkstoff
WIG	Lichtbogen an einer nicht abschmelzenden Wolframelektrode
MIG	Abschmelzender Draht unter einem inert wirkenden Schutzgas
Widerstandspunktschweißen	Elektrischer Kontaktwiderstand erzeugt lokale Wärme unter Elektrodenkraft

Kreuzworträtsel

Finde die sechs Fachwörter zu den Beschreibungen.

Kapillarwirkung	Welcher physikalische Effekt unterstützt den Lotfluss in engen geeigneten Spalten?
Weichlot	Wie heißt der Zusatzwerkstoff mit einer Liquidustemperatur unter 450 Grad Celsius?
Wolfram	Aus welchem Werkstoff besteht die nicht abschmelzende Elektrode beim WIG-Verfahren?
Schutzgas	Was schirmt den Lichtbogen und das Schmelzbad gegenüber der Umgebung ab?
Widerstand	Welche elektrische Eigenschaft erzeugt beim Punktschweißen lokale Wärme?
Sichtprüfung	Wie heißt die Kontrolle der äußerlich sichtbaren Nahtmerkmale?

LearningApps

Suche passende interaktive Aufgaben zum Löten und Schweißen; prüfe deren fachliche Aktualität eigenständig.

Lückentext

Beim Löten wird ein Zusatzwerkstoff geschmolzen, der als

bezeichnet wird.

Die Liquidustemperatur beim Weichlöten liegt unter

Grad Celsius.

Ein geeigneter enger Spalt kann durch

gefüllt werden.

Beim WIG-Schweißen dient eine Elektrode aus

der Lichtbogenerzeugung.

Das Metall-Aktivgasschweißen wird mit

abgekürzt.

Beim Widerstandspunktschweißen wirken elektrischer Strom und

zusammen.

Zur Kontrolle äußerer Merkmale eignet sich die

.

Bei 120 Millimetern plus 120 Millimetern und 15 Millimetern Überlappung beträgt die Gesamtlänge

Millimeter.

Eine gute Prävention beginnt im STOP-Prinzip mit der

gefährlicher Verfahren oder Stoffe.

Öffentliche Übungsprotokolle enthalten nur

statt echter personenbezogener Auftragsdaten.

Offene Aufgaben

Leicht

Löten: Erstelle eine beschriftete Skizze zu Grundwerkstoff, Lot, Fügespalt und Kapillarwirkung; erläutere fünf Begriffe in eigenen Worten.
Schweißen: Ordne Weichlöten, Hartlöten, WIG, MIG/MAG, E-Hand und Widerstandspunktschweißen jeweils einer typischen Anwendung und einer Einschränkung zu.
Arbeitsschutz: Erstelle anhand der angegebenen DGUV-Quellen eine Gefährdungsliste für Schweißrauche, Strahlung, Heißteile und Druckgase, ohne eine Anlage zu bedienen.
Technische Zeichnung: Beschrifte auf einer selbst gezeichneten Verbindungsskizze Maßlinien, Überlappung, Bezugslinie und Prüfmaße; notiere Unklarheiten als Rückfragen.

Standard

Fertigungsplanung: Erstelle für eine fiktive Zierleiste einen Arbeitsplan mit sieben Phasen, Zuständigkeiten, Freigaben und Nachweisen, wahlweise ausschließlich als Simulation.
Werkstoffprüfung: Vergleiche zwei fiktive Werkstoffe und zwei thermische Fügeverfahren anhand einer gewichteten Nutzwertmatrix; begründe deine Gewichtung und die Grenzen des Modells.
Qualitätssicherung: Werte drei gezeichnete Fehlstellen aus, trenne Beobachtung und vermutete Ursache und plane eine angemessene Prüfung mit dokumentierten Kriterien.
Kostenrechnung: Berechne Masse und Materialkosten des Kupfer-Musterauftrags erneut bei einem anderen fiktiven Kupferpreis; dokumentiere Rechenweg und Rundung.

Schwer

Wärmeausdehnung: Entwirf eine nachvollziehbare qualitative Verzugsprognose für eine asymmetrische Verbindung und prüfe an einem ungefährlichen CAD- oder Kartonmodell zwei Spannvarianten.
Nachhaltigkeit: Vergleiche für ein Einzelstück Reparatur, Neufertigung und eine mechanische Verbindung anhand von Energie-, Abfall-, Ressourcen- und Qualitätskriterien; benenne Unsicherheiten.
Projektmanagement: Plane mit einem Team ein vollständig anonymisiertes Fertigungsprojekt inklusive Versionierung, Freigabekette, Risikoregister und dokumentierter Reflexion; keine realen Kundendaten.
Schweißtechnik: Erstelle eine fachlich begründete Entscheidungsvorlage für zwei metallische Kunstobjekte mit unterschiedlicher Sichtflächenanforderung; erkläre Grenzen der Sichtprüfung und notwendige Fachfreigaben.

Lernkontrolle

Fügetechnik: Begründe bei einer fiktiven dünnwandigen Kupferzierleiste die Wahl zwischen Hartlöten und WIG anhand von Werkstoff, Wärmeverzug, Sichtfläche, Wirtschaftlichkeit und Schutzmaßnahmen.
Maßprüfung: Berechne für zwei 120-mm-Bänder bei 15-mm-Überlappung die Gesamtlänge und entscheide bei einem gemessenen Istmaß von 226,2 mm über eine Toleranz von ±1,0 mm; zeige den Rechenweg.
Löten: Bestimme aus A = 300 mm² und einem nur modellhaft angenommenen Spalt von 0,10 mm das theoretische Spaltvolumen und erläutere, warum sich daraus keine sichere Lotdosierung ableiten lässt.
Technische Dokumentation: Formuliere fünf Rückfragen, wenn in einer Schweißzeichnung Nahtgröße, Werkstoffdaten und Prüfanforderungen fehlen; ordne sie den Verantwortlichen zu.
Fehleranalyse: Unterscheide bei Porenanzeichen, sichtbarem Versatz und unklarer Festigkeit zwischen Beobachtung, Hypothese, Prüfbedarf und Freigabestopp.
Gefährdungsbeurteilung: Vergleiche Absaugung an der Entstehungsstelle, organisatorische Abschirmung und persönliche Schutzausrüstung im STOP-Prinzip; erkläre, wer reale Heißarbeiten freigibt.

Lernnachweis

Als Lernnachweis erstellst du ein anonymisiertes Auftragsdossier zur Kupferzierleiste oder einem vergleichbaren freigegebenen Übungsobjekt: (1) Anforderungsmatrix und begründeter Verfahrensvergleich; (2) bemaßte Zeichnung samt aktueller Version; (3) nachvollziehbare Geometrie-, Masse- und Kostenberechnung mit Einheiten; (4) Arbeitsplan und Gefahrstoff-/Brandschutz-Check mit Zuständigkeiten; (5) Dokumentation einer genehmigten Fertigung oder einer gefahrlosen Simulation; (6) Soll/Ist-Prüfblatt, klarer Freigabeentscheid und Fehleranalyse; (7) Reflexion zu Gestaltung, Energie, Abfall und Verbesserungen. Die Beispielbewertung umfasst 100 Punkte und verlangt eine nachvollziehbare Trennung von maßlich bestanden und sicherheitstechnisch bzw. funktional freigegeben. Als Kompetenzcheck kann ein Fachgespräch die Wahl und Ablehnung eines Verfahrens sowie die Übertragung auf ein neues Metallobjekt begründen lassen.

OER und Wikipedia

Quellen zur fachlichen Prüfung und Aktualisierung (Abruf 29.10.2026):

KMK-Rahmenlehrplan 2016, gedruckte PDF-Seite 21, Lernfeld 9 MB; zusammenfassend und nicht wörtlich übernommen.
BIBB: Metallbildnerin/Metallbildner, Ausbildungsprofil und Ausbildungsordnung von 2016, mit drei Fachrichtungen und Ausbildungsdauer 36 Monate.
BAuA: amtliches TRGS-Verzeichnis und TRGS 528 „Schweißtechnische Arbeiten“, Fassung 2020, zuletzt 2020 geändert, als recherchierte Regelwerksquelle.
DGUV: Bildungsbereich Metall sowie DGUV-Hinweis zum zurückgezogenen Kapitel 2.26 der Regel 100-500; aktuelle betriebliche und gesetzliche Vorgaben prüfen.
DIN Media zur aktuellen DIN EN ISO 2553:2022-07 und DIN-Entwurf 2026-07; keine urheberrechtlich geschützten Normtabellen übernommen.
Fronius: Schulungsmaterial zu WIG, E-Hand und MIG/MAG und EWM: deutschsprachige Fachvideos als Ergänzung; Herstellerinformationen stets kritisch und verfahrensspezifisch prüfen.

Bildnachweise (geprüfte Wikimedia-Commons-Dateiseiten):

Eingebundene Datei	Urheber	Lizenz und Nachweis
Autogen-hartloet-prop-sauer.jpg	Nutzdatenbegleiter	CC BY-SA 3.0
Brasure sur tube cuivre, la brasure.jpg	Le plombier du désert	CC BY-SA 4.0
Tig Welding.jpg	Prowelder87	CC BY-SA 4.0
Modern Mig Welding.jpg	Prowelder87	CC BY-SA 4.0
Spot welding process.png	Himanshu19s	CC BY-SA 4.0
Welding Symbols.png	Himanshumishra.tg	CC BY 4.0

Fachvideos und Rechte: Air Liquide Deutschland: MIG/MAG und WIG, 12.06.2026; EWM: WIG-Aluminiumschweißen und Stabelektroden, mit verlinkten Videoeinbettungen. Urheber sind die jeweiligen Herausgeber; eingebettete Videos behalten ihre eigenen Nutzungsbedingungen. Keine pauschale CC-/OER-Lizenz für Videos behauptet. Die Texte und Rechenbeispiele dieses Kurses sind neu erstellt; fremde Regelwerke werden nur verlinkt oder knapp sinngemäß erklärt. Normen können kostenpflichtig und urheberrechtlich geschützt sein.

Vertiefung in der deutschsprachigen Wikipedia (offene, nicht amtliche Sekundärquelle):

Verknüpfte Lernbereiche

Thermische Fügeverfahren

Löten: Hartlöten, Weichlöten, Benetzung, Kapillarwirkung und Zusatzwerkstoffe
Schweißen: Autogen-, E-Hand-, MIG/MAG-, WIG-, Laser- und Widerstandsschweißen
Metallbildner: Werkstoffe, Gestaltung und Restaurierung
Technische Zeichnung: Schweißsymbole, Maße und Toleranzen
Qualitätssicherung: Sichtprüfung, Maßprüfung, Fehleranalyse und Nacharbeit
Arbeitsschutz: Gefährdungsbeurteilung, Schweißrauche und Unterweisung
Nachhaltigkeit: Materialverbrauch, Energie, Wiederverwertung und Reparatur
Digitalisierung: CAD, Versionierung und datensparsame Fertigungsdokumentation

Die Aufgaben verbinden Mathematik (Einheiten, Volumen und Kosten), Physik (elektrische Energie, Wärme und Ausdehnung), Chemie (Metalloxide, Korrosion und Benetzung), Wirtschaft (Kalkulation und Qualitätskosten), Kunst (Sichtflächen und Formgestaltung) und Medienbildung (zuverlässige Quellen und Datenschutz). Passe den Kurs an den betrieblichen Ausbildungsplan, den gültigen Landeslehrplan, die zuständige Handwerkskammer und die tatsächlichen Qualifikationsnachweise an. Dies ist ein frei nutzbares Lernangebot, keine amtliche Anerkennung oder Prüfungszulassung.