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MIG- und MAG-Schweißen: Lichtbögen, Werkstoffe und Schutzgasschweißen

Für die MIG- und MAG-Schweißverfahren gilt: Ohne einen Lichtbogen ist kein Schweißen möglich! Denn Lichtbögen sind nicht nur eine sich selbst erhaltende Gasentladung, die zwischen der Drahtelektrode und dem Werkstück brennt, sondern liefern auch noch die nötige Hitze für den Schweißvorgang.

Nur eine kurze Berührung einer abschmelzenden Elektrode mit einem Werkstück genügt, und der Lichtbogen entzündet sich mit einem grellen, bläulichen Lichtschein. Der von einer Stromquelle gespeiste Lichtbogen erzeugt gleichzeitig eine intensive Wärmeentwicklung, die dazu führt, dass das Metall an der Verbindung zwischen zwei Werkstücken schmilzt.

Beim Schweißen lassen sich Lichtbögen verschiedenster Art unterscheiden. Dazu gehören der Kurzlichtbogen, Übergangslichtbogen, Sprühlichtbogen und Impulslichtbogen. „Die Gestalt und Qualität dieser Lichtbögen hängen von den sich gegenseitig bedingenden Parametern der Schweißspannung, der Schweißstromstärke, des Schutzgases, des Drahtdurchmessers sowie der Drahtfördergeschwindigkeit ab“, erklärt Dr. Dirk Kampffmeyer, Experte für Anwendungstechnik Schweißen & Schneiden bei Messer.

 

Kurzlichtbogen

Da bei einem sogenannten Kurzlichtbogen nur eine geringe Wärmeentwicklung entsteht, führt dies auch nur zu einer geringeren Abschmelzleistung. In einigen Einsatzbereichen ist dies jedoch die beste Wahl! Ein Kurzlichtbogen wird beispielsweise bei dünnen Blechen bis zu einer Stärke von 3 mm verwendet. Der Kurzlichtbogen wird durch einen bewusst erzeugten Kurzschluss gezündet. Er empfiehlt sich für das Wurzelschweißen und Schweißpositionen in Zwangslagen, wenn das schmelzende Metall nicht mit der Schwerkraft nach unten fließen soll. Der Werkstoffübergang ist grobtropfig.

Übergangslichtbogen

Ein Übergangslichtbogen versorgt den Anwender bei seinen Schweißarbeiten mit einer mittleren Wärmeleistung. Damit erhält er verglichen mit einem Kurzlichtbogen mehr Energie. Aufgrund der höheren Energieleistung ist es möglich, auch Bleche mittlerer Stärke zu verbinden. Der Übergangslichtbogen kommt auch bei Zwangslagen zum Einsatz, bei vergleichsweise starker Spritzerbildung.

Sprühlichtbogen

Beim MIG- und MAG-Schweißen erreicht der Sprühlichtbogen die höchste Abschmelzleistung. Das befähigt den Schweißer, Bleche mittlerer und größerer Dicke zu schweißen. Sprühlichtbögen kommen häufig beim Schutzgasschweißen für Füll- und Decklagen zum Einsatz. Der Sprühlichtbogen kann ohne Kurzschluss gezündet werden. Der Werkstoffübergang ist feinsttropfig, bei geringer Spritzerbildung.

Impulslichtbogen

Diese Variante des Lichtbogens ist zwar vielseitig einsetzbar, leistet jedoch nur eine eher niedrige Wärmeeinbringung. Wobei sie im Vergleich zu einem Kurzlichtbogen immer noch höher ist. Mit einem Impulslichtbogen lassen sich - bei einer sehr geringen Spritzerbildung - sowohl dünne als auch dickere Bleche verschweißen. Das heißt noch geringer als bei den anderen Lichtbögen. Der Impulslichtbogen kann ebenfalls ohne Kurzschluss gezündet werden.

MIG- und MAG-Schweißverfahren und Werkstoffe

Für die beiden Schweißverfahren MIG und MAG werden zwei verschiedene Arten von Schutzgase verwendet. Entweder Inert- oder Aktivgase. Zur ersten Gruppe gehören Argon, Helium und Helium-Argon-Gemische. Während die als „aktiv“ bezeichneten Gase im Wesentlichen CO2 bzw. Gemische aus Argon und O2 beinhalten können.

Die beim MIG-Schweißen verwendeten inerten Schutzgase wie beispielsweise Helium oder das Mischgas Argon und Helium reagieren nicht mit den Grund- und Zusatzwerkstoffen. Daher wird das Verfahren meist für die Werkstoffe Aluminium, Aluminiumlegierungen, Kupfer und andere Nichteisenmetalle eingesetzt. Die Anwendungsbereiche für die MIG-Schweißtechnik sind vor allem im Maschinenbau, in der Kerntechnik, in der Feinwerktechnik und bei der Herstellung von Rohrleitungen und Behältern zu finden.

Wogegen niedrig bis hochlegierte Stähle, die nicht durch Rost angreifbar sind, ausschließlich im MAG-Verfahren geschweißt werden. Als Schutzgase qualifizieren sich daher Aktivgase wie beispielsweise Gemische aus Argon und CO2 bzw. Argon und O2, die – im Gegensatz zu den inerten Gasen - an der Reaktion mit dem Werkstoff teilnehmen. Der Vorteil: Diese aktiven Gase wirken stabilisierend auf den Lichtbogen und gewährleisten eine fließende Übertragung des Materials zur Schweißstelle.

„Die Gasmischungen lassen sich jeweils an die Anforderungen des zu schweißenden Materials anpassen und so werden Nebeneffekte wie Einbrennen und Spritzen reduziert“, erklärt Dr. Dirk Kampffmeyer, Experte für Anwendungstechnik Schweißen & Schneiden bei Messer. „So wird häufig zum MAG-Schweißen ein Mischgas genutzt, das zum Großteil aus Argon besteht. Die kleineren Bestandteile des Mischgases sind Kohlenstoffdioxid bzw. Sauerstoff. Durch die entsprechende Zusammensetzung des Gases lässt sich der Spritzerverlust, die Tropfengröße als auch der Einbrand aktiv regulieren.“

Alternativ kann auch CO2 statt Argon zum MAG-Schweißen genutzt werden. Wobei oftmals ein Mischgas aus Argon die Nahtqualität erheblich verbessert. Die MAG-Schweißtechnik kommt vielfach bei der Herstellung von Rohrleitungen, Behältern und Kraftfahrzeugen als auch im Maschinen- und Schiffsbau zum Einsatz.

 

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