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Historie des Wolfram-Inertgas-Schweißen (WIG-Schweißen)

Die Schweißtechnik ist heute in der Industrie als auch im Handwerk ein unentbehrlicher Teil des Alltags. Von der Automobilindustrie bis zur Zahnmedizin – man kann sich kaum einen Anwendungsbereich vorstellen, der ohne Schweißen auskommt. Mittlerweile stehen eine Reihe verschiedener Verfahren wie beispielsweise das WIG-Schweißen zur Verfügung. Doch das war nicht immer so ...

Die bessere Verformbarkeit von Metallen unter der Einwirkung von Hitze wurde bereits vor Tausenden von Jahren entdeckt. Erste Funde um das Jahr 4000 v. Chr. konnten belegen, dass die Sumerer und Hethiter bereits Löttechniken verwendeten, um Gold, Silber oder Kupfer fest zu verbinden. Die wahrscheinlich älteste thermische Verbindungstechnik für Metalle, das sogenannte Hartlöten, ist dem Verfahren des Schweißens dabei recht ähnlich. Erste Schweißarbeiten werden in Ägypten auf die Zeit von 2700 v. Chr. datiert.

Feuerschweißtechnik als Urform des Schweißens

In der Frühzeit kam die Feuerschweißtechnik zum Einsatz, um Kupferleitungen für die Wasserversorgung miteinander zu verbinden. Mit gleichem Verfahren stellten die alten Ägypter bereits erstaunliche Schmuckstücke aus Gold her. Funde aus dem 15 Jahrhundert v. Chr. belegen, dass auch in Kleinasien Schweißtechniken dieser Art bekannt waren. In jener Zeit wurde die Schweißtechnik zum Verbinden von Metallen wegen ihrer großen Festigkeit genutzt. Erst später kamen diese Verfahren zur Fertigung von Werkzeugen zur Anwendung.

Mit dem Ende der Bronzezeit und dem Beginn der Eisenzeit wurde in Europa zusehends mehr Eisen verarbeitet und durch Schweißtechniken miteinander verbunden. Im Wesentlichen durch das Verfahren des Feuerschweißens und dem späteren Schmieden wurden von der Eisenzeit bis heute Werkzeuge, Waffen und Geräte hergestellt. Gerade von dieser Schmiedekunst existieren kunstvolle Belege aus dem Mittelalter wie beispielsweise Schwerter, Dolche, Kettenhemden oder Rüstungen.

Modernere Schweißverfahren

Mit der Entdeckung des Acetylens im 19. Jahrhundert konnte eine wesentliche größere Hitze erzeugt werden. In der Folge gab es erste Einsätze des Autogen- bzw. Gasschmelzschweißens, das heute noch gelegentlich verwendet wird. Einen großen Schritt nach vorn machte die Schweißtechnik mit der Erfindung des Lichtbogenschweißens und einem Lichtbogen zwischen zwei Kohleelektroden. Mit der Umhüllung der metallischen Stabelektroden konnten die Lichtbogeneigenschaften verbessert und das Schweißbad vor Oxidation durch Luftsauerstoff geschützt werden.

Die Technik des Lichtbogenhandschweißens entwickelte sich allmählich zu einem Standardschweißverfahren, das bis heute noch recht häufig Anwendung findet. Auf der Suche nach einem geeigneten Verfahren zum Verbinden von leicht entzündlichem Magnesium mit verschiedenen Legierungen wurde ein Schweißverfahren mit einer Wolframelektrode und dem Schutzgas Helium entdeckt. Das Wolfram-Inertgas-Schweißen (WIG) ist somit eine Weiterentwicklung des Lichtbogenschweißens. Statt einer Kohleelektrode kommt beim WIG-Schweißen jedoch eine Wolframelektrode sowie Helium als Schutzgas zum Einsatz.

Wegen dem verwendeten Wolfram als Elektrodenmaterial und dem inerten Gas wurde es offiziell WIG-Schweißen (Wolfram-Inertgas-Schweißen) bezeichnet. Der englische Begriff lautet nach der American Welding Society (AWS): Gas Tungsten Arc Welding (GTAW). In den späteren Jahren erfuhr das Verfahren viele Verbesserungen wie beispielsweise am Brenner (Wasserkühlung, Schutzgasdüsen) und an der Zusammensetzung der Elektroden. Zudem konnten die Stromquellen weiterentwickelt werden.

So war zum Beispiel die Überlagerung der Schweißspannung mit einer Hochfrequenzspannung ein wichtiger Schritt, um Aluminium mit Wechselstrom zu verbinden. Ein paar Jahre später wurde das MIG-Schweißen entwickelt, das heute im Wesentlichen für Nichteisenmetalle zum Einsatz kommt. Daraufhin folgten das Plasmaschweißen, Elektroschlackeschweißen und dann das MAG-Schweißen. Letzteres wird vornehmlich für eisenhaltige Metalle eingesetzt.

Auf Grund der vielen Vorzüge der elektrischen Verfahren wurden die Techniken der Gasschmelzschweißung in kürzester Zeit verdrängt. Spätere Schweißverfahren wie das Ultraschallschweißen und dann schließlich das Laserschweißen konnten unter anderem die Nachteile des Verzugs der Werkstücke durch eine geringe Wärmeentwicklung deutlich minimieren.

 

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