Aluminiumschweißen: Prinzip, Methoden und Herausforderungen

Aluminiumschweißen ist eine effiziente Technik, um zwei Aluminiumteile miteinander zu verbinden. Da Aluminium ein weicheres Metall ist, stellt das Schweißen üblicherweise eine besondere Herausforderung dar. Durch präzise Steuerung und optimale Schweißbedingungen können Hersteller diese Probleme jedoch überwinden und beste Schweißergebnisse erzielen. In der Luft- und Raumfahrtindustrie wird Aluminium aufgrund seines geringen Gewichts, seiner Korrosionsbeständigkeit und seiner hohen Langlebigkeit bevorzugt eingesetzt. Daher findet es im Vergleich zu anderen Metallen in vielen Fertigungsbereichen Anwendung.

Aluminiumschweißen erfordert gleichmäßige Wärme, Schweißmaterialien und fachmännische Ausführung. Im Vergleich zum Stahlschweißen erfordert es mehr Sorgfalt. Aluminiumschweißen stellt aufgrund seiner hohen Wärmeleitfähigkeit und der inhärenten Oxidationsschichtbildung eine Herausforderung dar. 

Der Artikel enthält wichtige Details zum Aluminiumschweißen, die Schwierigkeiten, Schweißtechniken und nützliche Tipps für effizientes Schweißen.

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Wie schweißt man Aluminium? Grundlagen des Aluminiumschweißens

Aluminiumschweißen

Aluminium bietet eine einzigartige Kombination von Stärken, birgt aber auch Herausforderungen. Das geringe Gewicht von Aluminium sorgt für strukturelle Festigkeit, ohne unnötiges Gewicht hinzuzufügen. Daher eignet es sich gut für Außenanwendungen, da es einen hohen Rostschutz bietet. Darüber hinaus ermöglicht die hervorragende Wärmeleitfähigkeit von Aluminium schnelle Temperaturänderungen. Die Duktilität von Aluminium ermöglicht das Dehnen zu dünnen Drähten, da es dabei nicht bricht.

1. Die Herausforderung der Aluminiumoxidation meistern

Während der Aluminium Metallschweißen Prozessdefinierung, bildet sich eine schützende Oxidschicht, die die Reaktion beschleunigt und die Oberfläche vor Rost schützt. Der Schmelzpunkt von Aluminium liegt bei etwa 660 °C (1,220 °F). Die Oxidschicht selbst schmilzt bei einer deutlich höheren Temperatur, etwa 2,000 °C (3,632 °F). Für eine optimale Aluminiumschweißung muss die Oxidschicht entfernt werden, da sie sonst in das Material eindringt. Im Allgemeinen werden zwei verschiedene Methoden zur Entfernung der Oxidschicht verwendet: Drahtbürsten und chemische Lösungsglühen.

2. Aluminium-Schweißtechniken

WIG (Wolfram-Inertgas) wird am häufigsten zum Schweißen dünner Aluminiumprofile eingesetzt. Dabei werden nicht abschmelzende Wolframelektroden verwendet, um präzise Schweißergebnisse zu erzielen. Normalerweise hilft Wechselstrom (AC) dabei, die Oxidentfernung und das Eindringen auszugleichen. Bei dicken Aluminiumprofilen kommt häufig MIG-Schweißen (Metall-Inertgasschweißen) zum Einsatz. Es sorgt für schnelle Schweißergebnisse durch ungestörte Drahtzufuhr.

3. Die Rolle von Schutzgasen

Schutzgas

Schutzgase tragen zur Bildung von Schutzbarrieren bei und bewahren die Schweißbereiche vor Schadstoffen aus der Umgebung. WIG-Schweißen Beim MIG-Schweißen wird üblicherweise Argon als Schutzgas verwendet, um saubere Schweißnähte zu gewährleisten. Im Gegensatz dazu kommt beim MIG-Schweißen ein Helium-Argon-Helium-Gemisch zum Einsatz. Diese Gase ermöglichen einen tieferen Einbrand und fördern ein schnelleres Schweißen. Schweißprozess um die endgültige Qualität der Schweißnaht zu verbessern.

4. Beurteilung der Qualität von Aluminiumschweißnähten

Beim Aluminiumschweißen sollte kein schwarzer Ruß entstehen. Dies deutet auf eine ordnungsgemäße Oxidentfernung beim Schweißen hin. Der Schweißbereich muss homogene Eigenschaften aufweisen. Er muss eine gleichmäßige Form ohne Unebenheiten, Lücken und ungleichmäßige Bereiche aufweisen. Für qualitativ hochwertige Schweißnähte sind drei Hauptfaktoren entscheidend: ruhige Handbewegung, konstante Geschwindigkeitskontrolle und die richtige Lichtbogenlänge.

Vorbereiten von Aluminium zum Schweißen

Aluminium zum Schweißen vorbereiten

Der optimale Aluminiumprozess hängt von der Auswahl gut vorbereiteter Materialien ab. Die Aluminiumvorbereitung vor dem Schweißen ist der entscheidende Faktor für die Schweißqualität. Die folgenden Schritte zeigen, wie Sie Aluminium vor dem Schweißen richtig vorbereiten.

• Aluminiumlegierung verstehen

Schweißen von Aluminiumlegierungen

Der erste wichtige Schritt beim Schweißen ist die Wahl der richtigen Aluminiumlegierung. Aluminium ist in der Regel eine Legierung, nicht rein, und muss mit anderen Metallen gemischt werden, um seine Eigenschaften zu verbessern. Das Schweißverhalten von Aluminiumlegierungen variiert je nach Zusammensetzung. Manche Legierungen lassen sich wärmebehandeln, andere nicht. Für optimale Ergebnisse ist es wichtig, die Legierung zu verstehen, mit der Sie arbeiten, um die richtigen Füllmaterialien und Schweißtechniken wählen zu können.

• Bekämpfung der Oxidschicht

Oxidschicht beim Aluminiumschweißen

Aluminium bildet bei Kontakt mit Luft automatisch eine dünne Oxidschicht. Diese Oxidschicht bildet Barrieren, die eine ordnungsgemäße Verbindung der Schweißmetalle verhindern. Dadurch entstehen anfällige Schweißnähte. Das Entfernen der Oxidschicht ist ein wesentlicher Schritt vor dem Schweißen. Eine Edelstahlbürste eignet sich optimal zum Entfernen von Aluminiumoberflächenoxid. Sie berührt nur die Aluminiumbereiche, um Verunreinigungen zu vermeiden. Darüber hinaus ermöglicht die Verwendung chemischer Lösungsmittel eine vollständige Reinigung, indem sie die Oxidschicht und andere verbleibende Verunreinigungen entfernt.

• Eine saubere Oberfläche erhalten

Aluminium absorbiert auf natürliche Weise Verunreinigungen wie Schmutz, Öl und Fett, die die Schweißleistung beeinträchtigen. Auf der Oberfläche verbleibende Fremdkörper verursachen in der Regel Löcher und anfällige Stellen in der Schweißnaht. Daher muss Aluminium vor dem Schweißen gründlich gereinigt werden. Darüber hinaus müssen Entfettungsmittel und Reinigungslösungen verwendet werden, um Schmutz und Öle während der Reinigung zu entfernen. Für eine saubere, saubere Oberfläche sollte Aluminium mit einem trockenen, fusselfreien Tuch gereinigt werden.

• Richtige Fugenvorbereitung und -gestaltung

Rost in Aluminiumschweißnähten

Die Schweißnahtkonfiguration bestimmt die Schweißqualität. Je nach Aluminiumlegierungsart und -dicke sollten unterschiedliche Schweißnahtdesigns gewählt werden. Die Kanten von dickem Aluminium müssen vor dem Schweißen abgeschrägt werden, da dies die Durchdringung verbessert. Die Schweißnaht und die richtige Vorbereitung ermöglichen eine perfekte Verbindung des Füllmaterials mit dem Grundaluminium. Dadurch entstehen stabilere Schweißverbindungen mit erhöhter Zuverlässigkeit.

• Auswahl des richtigen Füllmaterials

Füllmaterial für Aluminiumschweißen

Auch die Wahl des geeigneten Füllmaterials spielt für die endgültige Schweißqualität eine wichtige Rolle. Das Füllmaterial wird im Allgemeinen auf Grundlage der verwendeten Aluminiumlegierung und der beabsichtigten Eigenschaften des resultierenden Produkts ausgewählt. Wenn das Füllmaterial zum Grundaluminium passt, entwickelt es durch die Bildung einer starken Verbindung Widerstand gegen Rissbildung. Die Auswahl basiert außerdem auf der Konsultation von Kompatibilitätstabellen. Diese Tabelle hilft bei der Auswahl von Materialien für starke, zuverlässige Schweißnähte.

• Vorheizen

Vorwärmen kann dazu beitragen, Rissbildung und poröse Stellen in großen Aluminiumprofilen und bestimmten Legierungen zu minimieren. Übermäßiges Vorwärmen kann jedoch negative Folgen haben. Darüber hinaus hilft das Vorwärmen von Aluminium, plötzliche Temperaturschwankungen zu vermeiden, die Schweißprobleme verursachen können.

Aluminium darf jedoch nicht übermäßig erhitzt werden, da hohe Temperaturen seine grundlegenden Eigenschaften beeinträchtigen können. Schweißer müssen sowohl den Vorwärmzeitpunkt als auch die richtige Methode kennen, um perfekte Schweißergebnisse zu erzielen.

Möglichkeiten zum Schweißen von Aluminium

Um die Standards für Aluminiumschweißen einzuhalten, ist es wichtig, einen zuverlässigen Experten zu finden für Aluminiumschweißen in meiner NäheAufgrund der inhärenten Eigenschaften müssen Schweißer spezielle Schweißtechniken anwenden. Aluminium bietet eine außergewöhnliche Festigkeit bei geringem Gewicht, erfordert aber die richtige Schweißtechnik und das nötige Fachwissen. In diesem Abschnitt analysieren wir die wichtigsten Aluminiumschweißverfahren.

WIG-Schweißen von Aluminium

WIG-Schweißen von Aluminium

Professionelle Schweißer bevorzugen die WIG-Schweißen Verfahren. Es umfasst das Wolfram-Inertgasschweißen als Standardmethode für die Aluminiumbearbeitung. Es bietet hervorragende Kontrollfunktionen bei der Bearbeitung dünner und dicker Aluminiumteile.

• Taschenlampe und Elektrode: Der Schweißlichtbogen wird an einer nicht abschmelzenden Wolframelektrode durch Brenner- und Elektrodenmechanismen erzeugt. Eine spitze Elektrode sorgt für Kontrolle, insbesondere beim Schweißen von dünnem Aluminium.
• Schutzgas: Beim WIG-Schweißen von Aluminium wird reines Argon als Schutzgas verwendet. Dieses Gas stabilisiert den Lichtbogen und minimiert die Schweißprozessverunreinigung. 
• Wechselstromschweißen: Durch die Anwendung von Wechselstrom (AC) beim WIG-Aluminiumschweißen wird die Oxidschicht zerstört, sodass das Füllmaterial und das Basisaluminium besser miteinander verschmelzen.
• Auswahl der Füllstäbe: Der richtige Schweißdraht ist entscheidend, da er die Festigkeit und Haltbarkeit der Schweißnaht bestimmt. Die Legierungen 4043 und 5356 haben sich aufgrund ihrer hervorragenden Fließeigenschaften und bemerkenswerten Festigkeit im Allgemeinen durchgesetzt.
• Fußpedalsteuerung: Über ein Fußpedal kann der Schweißer die Leistungsabgabe regulieren. Dadurch wird sichergestellt, dass die richtige Hitze zum Schweißen zugeführt wird.

Aluminium-MIG-Schweißen

Aluminium-MIG-Schweißen

Das Metall-Inertgasschweißen (MIG) ist auch als Metall-Gas-Lichtbogenschweißen (GMAW) bekannt. Es ist eine weitere effektive Technik zum Aluminiumschweißen. MIG-Schweißen ermöglicht in industriellen Umgebungen eine schnellere Produktion als WIG-Schweißen, da es sich am besten für große Fertigungsaufträge eignet.

• Optimale Parametersteuerung: Beim MIG-Schweißen stellt der Schweißer Parameter wie Drahtvorschubgeschwindigkeit, Spannung, Stromstärke, Vorschubgeschwindigkeit, Gasfluss, Elektrodenverlängerung, Polarität und Elektrodenüberstandlänge ein.
• Auswahl des Drahtes: Zu den wichtigsten Drähten, die beim MIG-Schweißen von Aluminium verwendet werden, gehören 4043, 5356 und 4943. Die ausgewählten Drähte müssen eine hohe Festigkeit und Rissbeständigkeit aufweisen und ideale Fließeigenschaften besitzen, um Schweißnähte mit hoher Integrität zu erzeugen.
• Schutzgas: Eine Mischung aus Argon und Helium dient beim MIG-Schweißen als Schutzgas. Die gleichzeitige Verwendung dieser Gase sorgt für stabile Lichtbögen und tiefe Einbrandergebnisse.
• Elektrodenpolarität: Beim MIG-Schweißen sollte die positive Elektrodenphase mit Gleichstrom betrieben werden, der als DCEP (Direct Current Electrode Positive) bezeichnet wird. Das Setup-Design ermöglicht maximale Durchdringung bei schneller Drahtabscheidungsgeschwindigkeit.

Waffe und Liner: Die MIG-Pistole verfügt über eine Teflon-Auskleidung. Diese schützt den Draht vor Abrieb. Eine Spool Gun und ein Push-Pull-System minimieren Drahtzufuhrprobleme und ermöglichen einen kontinuierlichen Schweißbetrieb.

Schweißen von Aluminiumspulenpistolen

Schweißen von Aluminiumspulenpistolen

Probleme mit der Drahtzufuhr können eine Schweißnaht schnell ruinieren. Eine Spool Gun mit einer effektiven Gasschweißen Der Mechanismus kann diese Probleme lösen, indem er den Aluminiumdraht nahe an der Schweißpistole hält. Dadurch werden Verwicklungen, Vogelnesterbildung und Zufuhrinkonsistenzen vermieden. Hier ist die Demonstration des Aufbaus der Löffelpistole.

Fütterungsmechanismus

Eine Spool Gun führt den Draht direkt aus der Pistole. Dadurch entfallen die langen Kabel, die bei herkömmlichen MIG-Anlagen üblich sind. Je kürzer der Weg, desto geringer die Gefahr von Staus und desto kontrollierter die Schweißung.

Kurze Vorschubdistanz

Beim Spool-Gun-Schweißen bleibt der Draht stationär und wird nicht durch lange Kabel geführt. Dies verhindert Knicke, Verwicklungen und Drahtzug. Als Faustregel gilt: Ein kurzer Vorschubweg bedeutet minimale Störungen und eine gleichbleibend hochwertige Schweißnaht.

Schutzgas

Beim Standard-MIG-Schweißen werden Spool Guns verwendet, die Schutzgas benötigen. In der Regel wird ein Argon-Helium-Gemisch verwendet, um die Schweißnaht sauber und dicht zu halten. Außerdem hilft es, Verunreinigungen zu blockieren und die Schweißnahtverschmelzung zu verbessern.

Tragbarkeit

Spool Guns sind kompakt und einfach zu handhaben. Ihr kompaktes Design erleichtert das Schweißen in engen Räumen. So erhalten Schweißer besseren Zugang zu detaillierten Schweißarbeiten.

Kompatibilität

Beachten Sie, dass nicht alle MIG-Schweißgeräte den Spool-Gun-Mechanismus unterstützen. Es empfiehlt sich daher, die Kompatibilität zu prüfen, bevor Sie sich dafür entscheiden.

Was sind die Herausforderungen beim Schweißen von Aluminium?

Heißrissbildung beim Aluminiumschweißen

Aluminium wird aufgrund seines geringen Gewichts, seiner Korrosionsbeständigkeit und seines guten Festigkeits-Gewichts-Verhältnisses häufig in Schweißanwendungen eingesetzt. Trotz seiner enormen Vorteile bringt es auch Herausforderungen mit sich. Wir erläutern diese anhand einer umfassenden Tabelle.

Tabelle: Detaillierte Herausforderungen beim Schweißen von Aluminium

Was sind die Vorteile des Aluminiumschweißens?

Industrielles Aluminiumrohrschweißen

Moderne Fertigungsunternehmen setzen aufgrund seiner hervorragenden Festigkeit weitgehend auf Aluminium. Mit den richtigen Schweißtechniken können Sie Produkte von höchster Qualität und mit der gewünschten Leistung liefern. Lassen Sie uns die wichtigsten Vorteile des Aluminiumschweißens für Ihren Geschäftsbetrieb analysieren.

Leicht und dennoch stark

Aluminium ist aufgrund seines hervorragenden Festigkeits-Gewichts-Verhältnisses ein überlegenes Material. So lassen sich leichte und dennoch langlebige Komponenten aus Aluminium herstellen. Mit der richtigen Technik und fachgerechtem Schweißen behält es seine Festigkeit und Belastbarkeit. Darüber hinaus ermöglicht Aluminium leichte Bauteile, weshalb es häufig in Branchen wie der Luft- und Raumfahrt sowie der Automobilindustrie eingesetzt wird. Gewichtsreduzierung verbessert nicht nur die Leistung der Teile, sondern maximiert auch deren Lebensdauer.

Bei Prolean Tech sind wir auf Präzisions-Aluminiumschweißen spezialisiert. Unser Team sorgt dafür, dass Ihre Komponenten sauber, stabil und leicht verschweißt werden. Durch die Zusammenarbeit mit uns profitieren Sie von unserer Expertise, die sich in höherer Leistung und erschwinglichen Kosten für Ihre Projekte niederschlägt. Ob in der Luft- und Raumfahrt, der Automobilindustrie oder einer anderen Branche – wir helfen Ihnen, das perfekte Gleichgewicht zwischen Festigkeit und Gewicht zu erreichen. 

Korrosionsbeständigkeit

Korrosionsbeständigkeit von Aluminium

Aluminium ist von Natur aus korrosionsbeständig. Auf seiner Oberfläche bildet sich eine Oxidschicht. Diese Schutzschicht schützt die Oberfläche vor Korrosion und Rost. Darüber hinaus ist Aluminium auch unter rauen Bedingungen beständig. Beispielsweise bietet geschweißtes Aluminium bei Küstenarbeiten und in Hinterhöfen Korrosionsbeständigkeit, wenn die Schweißtechnik „Right-Weather“ angewendet wird. Die Schutzschicht auf Aluminium macht es robust und wartungsarm. Daher halten Aluminiumteile länger und benötigen keinen großen Pflegeaufwand.

Flexibilität und Formbarkeit

Aluminium zeichnet sich durch große Flexibilität aus. Es eignet sich hervorragend für die Herstellung anspruchsvoller Elemente mit komplexen Designdetails. Darüber hinaus lässt sich das Material leicht anpassen, was unbegrenzte Möglichkeiten für die Produktgestaltung eröffnet. Die Anpassungsfähigkeit des Materials ermöglicht innovative Produktion und effektive Fertigungsverfahren.

Wärmeleitfähigkeit

Aluminium leitet Wärme außergewöhnlich gut. Dies liegt an seiner hervorragenden Wärmeleitfähigkeit. Daher wird es hauptsächlich als Komponente in Kühlsystemen neben Wärmetauschern eingesetzt. Aluminiumkomponenten bieten hervorragende Wärmeübertragungseigenschaften, die einen Temperaturanstieg der Geräte verhindern. Darüber hinaus gewährleistet es einen konstanten Betrieb in Situationen, die eine hohe thermische Stabilität erfordern. 

Kosteneffizienz

Aluminium ist zwar im Anschaffungspreis höher als andere Materialien, bietet aber langfristige Vorteile. Aluminium ist äußerst langlebig und korrosionsbeständig, wodurch die Wartungs- und Austauschkosten tendenziell geringer sind. Zudem minimiert die Automatisierung des Aluminiumschweißens die Gesamtkosten der Fertigungsprozesse. Daher ist Aluminium für Hersteller in der Regel kostengünstig für die Produktion von Produkten in großem Maßstab. Darüber hinaus bietet das Material eine lange Lebensdauer. Darüber hinaus ist der Wartungsaufwand minimal, was es zu einer wirtschaftlich sinnvollen Wahl macht.

Attraktivere Grafik

Aluminiumschweißkunst

Aluminium besticht durch seine natürliche, glänzende Optik. Es verleiht Bauteilen ein poliertes Erscheinungsbild. Geschweißte Aluminiumprodukte wirken durch entsprechendes Polieren elegant. Die hochwertige Optik hängt von der Schweißmethode und der richtigen Technik ab. Aluminium eignet sich gut für Elektronik- und Industrieprodukte. Der Schweißprozess verleiht Aluminium eine saubere, edle Oberfläche und macht das Produkt dadurch attraktiver.

Prolean Tech: Ihr zuverlässiger Partner für Aluminiumschweißdienste

Schweißservice von Prolean Tech

Prolean Tech ist bestrebt, erstklassige Schweißdienst für jedes Projekt. Unsere Facharbeiter mit jahrzehntelanger Erfahrung verwenden präzise Techniken, die beim Schweißvorgang zu festen und reinen Verbindungen führen. 

Wir bieten unseren Kunden individuelle Lösungen, da wir wissen, dass jedes Projekt spezifische Anforderungen stellt. Unsere zertifizierten Schweißer befolgen Industriestandards und führen regelmäßige Qualitätskontrollen durch, um erstklassige Ergebnisse zu gewährleisten. 

Wir führen üblicherweise MIG- und WIG-Schweißverfahren durch. Sicherheit ist für uns ein grundlegendes Anliegen. Wir implementieren strenge Sicherheitsprotokolle, um die Projektstandorte und unsere Teammitglieder zu schützen. 

Die gesamte Kommunikation und der Service von Prolean garantieren Klarheit und Exzellenz während des gesamten Prozesses. Kontaktieren Sie uns jetzt, um gemeinsam mit uns Ihr Projekt zu entwickeln.

Häufig gestellte Fragen

F1: Warum ist das Schweißen von Aluminium schwieriger als das von Stahl?

Beim Schweißen bildet Aluminium eine Oxidschicht und leitet die Wärme schnell ab. Dies macht das Schweißen schwierig und anspruchsvoll. Daher sind spezielle Techniken und Geräte für ein fachgerechtes Schweißen erforderlich.

F2: Wie schweißt man dünne Aluminiumbleche am besten?

WIG-Schweißen gilt üblicherweise als die beste Option für dünne Aluminiumbleche. Es ermöglicht präzise Kontrolle und extrem saubere Schweißnähte. Deshalb wird es von Herstellern für dünne/empfindliche Produkte eingesetzt.

F3: Kann man Aluminium mit einem normalen MIG-Schweißgerät schweißen?

Ja, das ist möglich. Sie benötigen jedoch eine Aluminium-Spool-Gun oder ein Push-Pull-System. Andernfalls kann sich der Draht verklemmen und die Schweißnaht zerstören.

F4: Warum treten beim Aluminiumschweißen häufig Porositätsprobleme auf?

Porosität entsteht, wenn Wasserstoff in der Schweißnaht eingeschlossen wird. Feuchtigkeit und Schmutz verschlimmern die Situation. Deshalb sind Reinigung und das richtige Gas entscheidend.

F5: Wie gewährleistet Prolean höchste Qualität beim Aluminiumschweißen?

Unsere Fakultät verfügt über modernste Werkzeuge und qualifizierte Schweißer. Jede Schweißnaht unterliegt strengen Qualitätskontrollen und liefert stets makellose Ergebnisse.

F6: Kann man Aluminium direkt mit Stahl verschweißen?

Nein, Aluminium lässt sich nicht direkt mit Stahl schweißen. Dies führt normalerweise zu Sprödigkeit und schwächt die Schweißnähte. Ein Bimetall-Einsatz und eine spezielle Beschichtung funktionieren jedoch besser. So bleibt die Verbindung stabil.

F7: Welches Aluminium eignet sich am besten zum Schweißen?

Aluminiumlegierungen der 5XXX-Serie, insbesondere 5052, 5083 und 5154, gelten als die am besten schweißbaren Legierungen.

Q8: Welche Schweißart wird für Aluminium verwendet?

Das Wolfram-Inertgasschweißen (GTAW)/WIG wird häufig zum Verbinden von Aluminiumteilen eingesetzt. Es ist keine mechanische Drahtzufuhr erforderlich. Daher treten beim GTAW vergleichsweise weniger Probleme mit der Bruchfestigkeit auf.

Q9: Was ist der Trick beim Aluminiumschweißen?

Die optimale Aluminiumschweißung hängt von verschiedenen Faktoren ab. Bereiten Sie die Aluminiumoberfläche vor, wärmen Sie sie vor oder reinigen Sie sie. Wählen Sie eine reine Wolframelektrode. Vermeiden Sie übermäßigen Argonkontakt auf der Oberfläche und verwenden Sie Kühlkörper, um Verformungen vorzubeugen.