Das Schweißen verbindet dauerhaft zwei Werkstücke durch Wärme, Druck und Zusatzwerkstoffe miteinander. Dafür stehen Verfahren wie zum Beispiel das teilmechanische Metallschutzgasschweißen (MSG) zur Verfügung. Zu den MSG-Verfahren gehören das MIG- (Metallschweißen mit inerten Gasen) und MAG-Schweißen (Metallschweißen mit aktiven, also reaktionsfähigen Gasen).
Das MSG-Schweißen oder auch Lichtbogenschweißverfahren kann mit geeignetem Aufbau sowohl manuell, also von Hand, oder automatisch, beispielsweise mit Schweißrobotern, ausgeführt werden. „Hierzu wird eine Drahtelektrode (im Gegensatz zum WIG-Schweißen) abgeschmolzen, wobei der Lichtbogen und das Schweißbad durch eine Gasumhüllung einer externen Quelle vor der Atmosphäre geschützt werden“, erklärt Dr. Dirk Kampffmeyer, Experte für Anwendungstechnik Schweißen & Schneiden bei Messer. „Die Prozesswärme liefert einen Lichtbogen, der zwischen dem Werkstück und dem Elektrodendraht entsteht.“
Der Zusatzwerkstoff wird durch einen Brenner in Form eines Elektrodendrahts der Schweißzone zugeführt. Des Weiteren sorgt der Brenner auch für den Transport des Schutzgases bzw. Schutzgasgemischs an die Schweißstelle, um die Drahtelektrode, das Schmelzbad, den Lichtbogen und die peripheren Bereiche des Grundwerkstoffs vor atmosphärischen Verunreinigungen zu schützen.
Unterschiede MIG- und MAG-Schweißen
Im Hinblick auf das verwendete Gas und das zu verbindende Metall wird das Verfahren in MIG-Schweißen und MAG-Schweißen unterteilt. Bei der Auswahl des geeigneten Verfahrens lassen sich die Anwender in der Regel von den vorliegenden bzw. zu verschweißenden Werkstoffen leiten. Kommt das MAG-Schweißen zum Einsatz, so werden aktive Gase zugeführt und hauptsächlich Stahlwerkstoffe verbunden. Wogegen beim MIG-Schweißen Nichteisenmetalle mit inerten Gasen verschweißt werden.
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MIG-Schweißverfahren
Für das MIG-Schweißen (Metallschweißen mit inerten Gasen) werden meist die Schutzgase Argon oder eher seltener Helium (kostenintensiver) sowie deren Mischformen verwendet. Da inerte Gase nicht mit den Werkstoffen reagieren, wird das MIG-Schweißen insbesondere für die Edelmetalle wie beispielsweise Titan, Aluminium und Aluminiumlegierungen, Kupfer als auch weitere Nichteisenmetalle eingesetzt. Mithilfe inerter Schutzgase lassen sich sogar bei relativ hohen Temperaturen Oxidationen an der Schweißnaht ausschließen.
Das MIG-Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass sich der Schweißdraht per Motorantrieb automatisch in unterschiedlich anwählbaren Geschwindigkeiten von einer Drahtspule abwickelt. Erreicht der Draht über eine Kontakthülse die Schweißstelle, so schmilzt er sofort ab. Schutzgase verhindern Reaktionen mit Sauerstoff im Schweißbad und damit eine verminderte Qualität der Schweißnaht (Schweißraupe).
Mit dem MIG-Schweißen werden unter anderem Behälter und Rohrleitungen für den Maschinenbau, die Feinwerktechnik oder Kerntechnik hergestellt.
Das MIG-Verfahren verfügt über eine Reihe von Vorteilen: Es entsteht keine Schlacke, das Schutzgas verhindert Oxidationen, das hohe Arbeitstempo lässt nur geringe Wärmeeinwirkungen auf die zu schweißenden Werkstoffe zu und es kommt nur zu sehr geringen Verformungen der Materialien bzw. Bauteile. Zu den Nachteilen gehört vor allem die Beschränkung des Einsatzes in geschlossenen Räumen, da im Freien mit Verwehungen der Schutzgase zu rechnen ist. Zusätzlich bedarf die Handhabung des MIG-Schweißens viel Erfahrung und Geschicklichkeit.
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MAG-Schweißverfahren
Beim MAG-Schweißen bzw. Metallschweißen mit aktiven, also reaktionsfähigen Gasen wird entweder reines CO2 oder ein Mischgas aus Argon und geringen Anteilen von CO2 bzw. O2 („Ferroline“) verwendet. Je nach Mischverhältnis lässt sich auf diese Weise der Schweißprozess (Einbrand, Tropfengröße, Spritzerverluste) aktiv beeinflussen. Solche Schutzgase werden meist bei einfachen oder niedrig-legierten Stählen wie beispielsweise Baustählen verwendet.
Das MAG-Verfahren mit aktiven Gasen unterteilt sich nochmal in zwei Varianten: Das MAGC-Verfahren mit CO2 und das MAGM-Verfahren mit einem Gemisch aus Argon mit CO2 und/oder O2. Für eine Steigerung der Produktivität kann Argon auch durch bestimmte Anteile an Helium ersetzt werden. Die Sauerstoffanteile der aktiven Schutzgase dienen dazu, als oxygenisierender Zusatzstoff den Lichtbogen zu stabilisieren und eine fließende Übertragung von dem Werkstoff zur Schweißstelle zu bewirken.
Je nach den jeweiligen Anforderungen des zu schweißenden Werkstoffs kann das Mischverhältnis der Gase angepasst werden. Außerdem können so unerwünschte Nebeneffekte wie beispielsweise das Einbrennen und Spritzen reduziert werden. Die Anwendungsfelder des MAG-Schweißens sind vielfältig. Dazu zählen unter anderem der Fahrzeug- und Maschinenbau, die Herstellung von Behältern und Rohrleitungen als auch der Schiffsbau.
Die Vorteile des MAG-Schweißens - als das heute am häufigsten genutzte Schweißverfahren - liegen auf der Hand: eine hohe Schweißgeschwindigkeit verhindert Wärmeeinflüsse im Materialumfeld, es entsteht keine Schlacke sowie Anwendung in allen Schweißpositionen. Nachteilig sind eine hohe Windanfälligkeit, MAG-Schweißen erfordert viel Erfahrung und Geschicklichkeit sowie angemessene Schutzkleidung, da die Schweißflamme einen auffällig hellen Lichtbogen erzeugt.
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