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Schweissgase

Einleitung Schweissgase

Auf dieser Seite informieren wir Sie über die unterschiedlichen Gase die beim Schweißen zum Einsatz kommen können. Wir geben einen Überblick welches Gas für welchen Werkstoff am besten geeignet ist und welche Vor-und Nachteile die unterschiedlichen Gase bieten. Sowohl Hobby- als auch Profischweißer finden in diesem Beitag nützliche Tipps. Wir werden die Seite laufend mit weiteren Kapitel ergänzen. Es zahlt sich also aus hier immer wieder vorbeizukommen und weitere nützliche Informationen zu erfahren. 

Welches Gas beim Schutzgasschweissen

Schutzgasschweißen

Das Schutzgasschweißen ist beliebt – bei Heimwerkern genauso, wie bei Profis. Damit das Werk gut gelingt muss man aber ein paar Kleinigkeiten beachten. Wichtig ist vor allem, welches Gas verwendet wird.

Das Schutzgasschweißen hat gegenüber dem Elektrodenschweißen viele Vorteile. Profis wissen, dass es deutlich effektiver ist, als das Elektrodenschweißen. Das lästige Elektrodenwechseln fällt weg und die Netto-Ausbringung ist wesentlich höher: Stabelektroden gehen nur zu 65 Prozent des Gewichtes in das Schweißgut ein, bei Drahtelektroden sind es hingegen bis zu 90 Prozent. Weniger geübte Heimwerker schätzen es, dass das Schutzgasschweißen sehr viel fehlertoleranter ist und auch in schwierigen Schweißpositionen einfach zu bewältigen ist. Und doch: Manchmal will es einfach nicht gelingen. Das Material verbindet sich nicht richtig oder es entstehen unschöne Spritzer - das könnte dann an der falschen Gasauswahl liegen.

UNIVERSELLES SCHWEISSEN IM MAG-VERFAHREN

Im Heimwerkerbereich heißt Schutzgasschweißen meist MAG-Schweißen. Das heißt: Der Lichtbogen wird durch ein aktives Gas geschützt, das zum Beispiel dem Eintrag von Kohlenstoff in das Schweißgut dient. MAG-Schweißen kann für die meisten Werkstoffe eingesetzt werden. Dazu gehören praktisch alle Stähle, Aluminium und auch Nickelbasiswerkstoffe.

 

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GASMISCHUNG BESTIMMT DIE SCHWEISSEIGENSCHAFTEN

Allerdings: Damit es wirklich gelingt, muss das richtige Schutzgas gewählt werden. Und diese Auswahl hängt wesentlich von den zu schweißenden Materialien und auch von den verwendeten Schweißgeräten ab. Als Standard-Gemische für unlegierte Stähle gelten die Argon-Mischgase Ferroline C18 mit 18 Prozent CO2-Zusatz, Ferroline X8 mit 8 Prozent Sauerstoff und Ferroline C5 X5 als Dreistoffgemisch. Der Zusatz von Sauerstoff verhindert dabei die Spritzerbildung, CO2 verändert die Fließeigenschaften des Schweißmaterials, vorteilhaft bei Zwangspositionen.

 

TREND ZU NIEDRIGAKTIV-GASEN

Während beim Elektrodenschweißen die Entwicklung praktisch stehen geblieben ist, wird sie beim MAG-Schweißen immer weiter nach vorne getrieben. So geht derzeit der Trend zum Niedrigaktiv-Gas. Diesem Trend entsprechen etwa Ferroline C8 und Ferroline X4. Sie bieten eine reduzierte Schlackenbildung und helfen Schweißspritzer zu vermeiden. Dadurch sparen sich Unternehmen Nachbearbeitung und damit auch Kosten. Zudem werden die mechanischen und technologischen Eigenschaften des Schweißgutes verbessert. Kein Wunder also, dass diese neuen Gemische so hoch im Kurs stehen.

Als Alternative stehen auch die Dreistoff-Gemische C12 X2 und C6 X1 zur Verfügung. Sie reduzieren ebenfalls die Spritzerbildung und eignen sich zudem optimal für Zwangslagen.

HOCHLEGIERTE STAHLE BRAUCHEN SPEZIELLE SCHUTZGASE

Hochlegierte Werkstoffe wie Austenite werden hingegen in der Regel mit einem Argon-Mischgas mit 2,5 Prozent CO2-Anteil geschweißt. Auch Sauerstoff wird bisweilen beigemischt, was aber zu einer stark oxidierten Oberfläche führt. Hier hilft die Beimischung von Helium mit einem Anteil von 15 Prozent aufwärts. Das funktioniert vor allem gut bei Vollaustenieten mit einem Ferritgehalt unter 2 Prozent oder bei Duplexstählen mit 50 Prozent Ferritanteil. Letztere Stähle sind besonders korrosionsbeständig, vor allem gegen chloridhaltige Stoffe, Sie zeigen zudem eine hohe mechanische Festigkeit.

VERZINKTE BLECHE BESSER LÖTEN

Mit besonderen Herausforderungen ist das Schweißen von verzinkten Blechen verknüpft. Solche Bleche werden immer häufiger in der Fertigung eingesetzt, denn sie garantieren eine Langlebigkeit der Produkte, die zunehmend von den Konsumenten eingefordert wird. Das Problem: Die Zinkbeschichtung verdampft beim MAG-Schweißen, und das führt zu einer erheblichen Poren und Spritzerbildung. Bei Verzinkungen bis 20 Mikrometer Dicke ist das MSG-Löten eine Alternative. Als Zusatzstoff wird Bronze eingesetzt. Im Dünnblechbereich wird mit 100 A im Kurzlichtbogen gelötet oder Impuls geschweißt. Vorteil: Es muss nicht nachverzinnt werden, denn der verwendete Lötdraht ist korrosionsbeständig.

Für Aluminium-Werkstoff kommt nur das MIG oder aber das WIG-Schweißen in Frage, das ohne Materialauftrag auskommt. Die verwendeten Schutzgase bestehen hier aus veränderlichen Anteilen von Argon und Helium sowie Spuren von Stickstoff.

AUCH DER DRAHT MUSS PASSEN

Ob die Schweißnaht gelingt oder nicht, hängt auch vom verwendeten Draht ab. In der Regel werden Massivdrähte mit einem Durchmesser von 1,0 oder 1,2 mm Durchmesser verwendet. Sie erlauben hohe Abschmelzleistungen und sind auch für Dünnbleche und Zwangslagen gut geeignet.  Für Arbeiten an Dünnblechen wird in der Regel eine 0,8 mm Elektrode eingesetzt, bei dicken Blechen darf es auch schon mal eine 1,6 mm-Elektrode sein. Ihr Einsatz ist aber stark rückläufig.

DEN  DURCHFLUSS  OPTIMIEREN

Bleibt die Frage zu klären: Wie viel Gas braucht man für eine gute Naht? Die Antwort hängt von den verwendeten Lichtbögen ab. Kurzlichtbögen bei etwa 150 A verlangen nach 12 bis 15 Litern pro Minute. Sprühlichtbögen bei etwa 300 A benötigen 15 bis 18 Liter pro Minute. Und bei Hochleistungslichtbögen jenseits von 350 A sollten 20 bis 25 Liter pro Minute Durchfluss eingestellt werden. Das sind natürlich nur Anhaltswerte. Sie gelten zudem auch nur für die üblichen Kontaktrohrabstände. Erhöht man diese, dann muss auch der Durchfluss gefühlvoll erhöht werden. Aber Vorsicht: Wird er zu hoch, kann Luft eingesogen werden, Porenbildung ist die Folge. Die Empfehlung hier: ein Flaschendruckminderer mit Schwebekörpermengenmesser. Er bietet die besten Möglichkeiten zur Feinregulierung.

FAZIT WELCHES GAS BEIM SCHUTZGASSCHWEISSEN

Für saubere Nähte ohne Nacharbeit muss alles passen: hochwertige Stromquellen, Drähte mit geringen Toleranzen, die richtige Einstelltechnik – und natürlich die optimale Schutzgasmischung. Und hier haben sich beim MAG-Schweißen vor allem Niedrigaktivgase bewährt. Sie bieten die besten Voraussetzungen zur Minimierung von Schlacken und Spritzern.

Bessere Qualität mit modernen Schweissgasen

Moderne Schweißgase

In Sachen Effizienz kommt dem Schweißen in metallverarbeitenden Betrieben eine Schlüsselposition zu. Mit den richtigen Schweißgasgemischen lassen sich mit geringem Aufwand Produktionszeiten und Fertigungskosten optimieren.


Die  metallverarbeitende Industrie hat zu kämpfen. Schwächelnde Märkte, weltweite Überkapazitäten und hoher Kostendruck machen den Unternehmen das Leben schwer. Umso wichtiger ist es, dass die Firmen ständig ihre Effektivität und Fertigungskosten optimieren.

NACHBEARBEITUNG KOSTET ZEIT UND GELD

Ein maßgeblicher Faktor dabei ist das Schweißen. Erhöht man hier die Produktivität und Qualität, dann senkt das nachhaltig die Fertigungskosten. So treten beispielsweise beim Schweißen unlegierter Stähle oft unsaubere Nähte mit Schweißspritzern auf. Die heute meist verwendeten Wasserlacke decken die Fehler nicht genügend ab. Das ist nicht nur ein optisches Problem, sondern auch ein Qualitätsmangel: Die unbedeckten Metalle sind anfällig für vorzeitige Korrosion. Die Nähte müssen deshalb aufwändig nachbearbeitet werden.

SCHWEISSGASOPTIMIERUNG IST DER SCHLÜSSEL ZUR EFFIZIENZ

Mit optimierten Schweißgasen lassen sich diese Nachbearbeitungszeiten minimieren. Diese Gase schirmen das Schmelzbad und den Lichtbogen vor den Atmosphärengasen und hier vor allem vor dem Sauerstoff ab. Sie verhindern so Verbrennungen und Korrosion am Metall. Moderne Schweißgase bilden dabei einen effektiven Hebel zur Kosteneinsparung. Die Gaskosten betragen etwa fünf Prozent der gesamten schweißtechnischen Fertigungskosten, mit Einsatz der optimierten Gasgemische lässt sich ein Großteil davon einsparen.

20 PROZENT ZEITGEWINN

Messer hat für den Einsatz in der Metallindustrie spezielle Dreistoff-Gasgemische entwickelt, die nicht nur bessere Schweißergebnisse, sondern auch einen deutlichen Zeitgewinn gegenüber Standardaktivgasen bringen. Besonders bei Blechen mit geringen bis mittleren Blechdicken erlauben diese nämlich nur sehr begrenzte Schweißgeschwindigkeiten. Das ist vor allem beim Einsatz von reinem Kohlendioxid der Fall, was auch zu rauen und oft mit Schlackennestern übersäten Oberflächen führt.  

Die Niedrig-Aktiv-Gas-Range von Messer erlaubt hier eine rund 20 Prozent schnellere Schweißgeschwindigkeit. Dadurch lässt sich auch die Produktion besser auslasten, was die Kosten pro Produkt weiter senkt. Weil der Schweißprozess bei konstantem Gasdurchfluss insgesamt kürzer ist, sinkt auch noch der Gasverbrauch.

 

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FERROLINE FÜR ALLE NIEDRIG- ODER UNLEGIERTEN STÄHLE

Eines dieser Gasgemische ist Ferroline C6 X1. Es setzt sich aus 93 Prozent Argon, ein Prozent Sauerstoff und sechs Prozent Kohlendioxid zusammen. Das Gas wurde speziell für das MAG-Schweißen von unlegierten oder niedriglegierten Stählen entwickelt, egal ob manuell, mechanisiert oder automatisch.

Es ist für alle Blechdicken und Schweißpositionen geeignet. Ferroline C6 X1 garantiert einen ruhigen und stabilen Lichtbogen und eine glatte feinschuppige Nahtoberfläche. Dafür sorgen oxygenerierende Bestandteile, die einen feintropfigen Materialübergang  bewirken. Weil zudem die Wärmeeinbringung deutlich geringer ist, wird auch der Verzug stark reduziert: Das nachträgliche, zeitaufwändige Ausrichten kann entfallen. Insgesamt bringt das eine Kostenverringerung für Nachbearbeitungsmaßnahmen um bis zu 90 Prozent mit sich.

Weiterer Vorteil: Durch den Einsatz von Ferroline C6X1 kommt es auch zu deutlich weniger Schweißrauch, der durch seinen Feinstaubgehalt stark gesundheitsgefährdend ist. C6X1 ist für Bleche mit geringer bis mittlerer Dicke optimiert. Für Bauteile mit mittlerer bis großer Wanddicke gibt es von Messer Ferroline C12 X2, ein Argon-Gemisch mit zwei Prozent Sauerstoff und 12 Prozent Kohlendioxid und ansonsten gleichen Eigenschaften.

INOXLINE FÜR CRNI-STÄHLE

Für hochlegierte CrNi-Stähle bietet Messer hingegen das Schutzgas Inoxline He3 H1 an. Das Gemisch besteht aus 95,5 Prozent Argon, 3 Prozent Helium und 1,5 Prozent Wasserstoff. Das Gas hat eine reduzierende Wirkung und erzeugt schmälere Nähte bei gleicher Einbrandtiefe als reines Argon.

Es ist auch für Zwangslagen geeignet und reduziert zudem durch geringen Wärmeeintrag auch den Verzug. Gegenüber Argon erlaubt es um 25 Prozent höhere Schweißgeschwindigkeiten. Das Gas sorgt zudem für sehr glatte Schweißnähte und eine deutliche Reduktion von Anlauffarben.

TOP-GAS-QUALITÄT BRAUCHT AUCH TOP-QUALITÄT BEI DEN SCHLÄUCHEN

Die Reinheit von Schutzgas ist ausschlaggebend für die Qualität des Schweißergebnisses, egal ob Baustahl, Aluminium oder empfindliches Titan verarbeitet wird. Die Anforderungen an die Gase definiert die ISO 14175.

Doch das beste Schutzgas nutzt wenig, wenn bei den Schläuchen gespart wird. Dann kann es nämlich trotzdem zu Poren und Wasserstoffrissen kommen. Der Grund dafür sind Undichtigkeiten im Leitungssystem und das Material der Schläuche. Manche Unternehmen verwenden nämlich nur Schläuche in Baumarkt-Qualität. Die sind zwar günstig, haben aber oft einen entscheidenden Nachteil: Feuchtigkeit aus der Luft wird durch die Wand nach innen eingetragen und an das trockene Schutzgas abgegeben.

Weil die Schläuche zudem eine gewisse Speicherkapazität haben, geschieht das Ausspülen nur langsam. Damit kann die vom Gashersteller gelieferte Qualität aber nicht mehr in vollem Umfang genutzt werden. Es empfiehlt sich deshalb lieber ein paar Euro mehr auszugeben und auf zertifizierte Qualität zu setzen.

FAZIT MODERNE SCHWEISSGASE

Auch wenn Schweißgase direkt nur fünf Prozent der schweißtechnischen Fertigungskosten ausmachen, können moderne Gase durch Zeitersparnis und Entfall von Nachbearbeitung ein Vielfaches an Kosten einsparen. Darüber hinaus gewährleisten diese Gase eine deutliche Qualitätsverbesserung.

 

Geld sparen bei der Gaseauswahl

Gaseauswahl

Um im zunehmenden Preiskampf seine starke Position am Markt zu behaupten, muss jedes Unternehmen immer wieder sorgfältig über Möglichkeiten der Kostensenkung nachdenken. Dabei ist es wichtig, nicht nur die Einzelpositionen unter die Lupe zu nehmen, sondern vielmehr das „große Ganze“ nicht aus den Augen zu verlieren.

Ob neues oder bereits vorhandenes Schweißgerät, mit dem optimalen Schweißschutzgasgemisch können noch bessere Ergebnisse erreicht werden. Dies gilt für alle Schweißverfahren und jeden Werkstoff. Da der Qualitätszuwachs nicht nur eine höhere Schweißgeschwindigkeit zulässt, sondern vor allem die Nachbearbeitungszeit deutlich senkt, werden die Gesamtkosten spürbar reduziert.

SIE SPAREN:

  • Zeit – durch bis zu 20 % schnelleres Schweißen
  • Arbeit – durch bis zu 90 % weniger Nachbearbeitung, höhere Schweißqualität und schlackenärmere Nähte
  • Geld – durch signifikante Senkung der Fertigungskosten

GUT GERECHNET - CLEVER GESPART

  • Beispiel 1: Eine Steigerung der Schweißgeschwindigkeit, verbunden mit einer höheren Auslastung der Produktion, führt zu einer entsprechenden Senkung aller Fixkosten pro Produkt. Kosten für Schweißzusätze wie z. B. Schutzgase, deren Verbrauch pro Zeiteinheit gleich bleibt, werden ebenfalls verringert.
  • Beispiel 2: Wenn die Schweißgeschwindigkeit von 32 cm/min auf 38 cm/min gesteigert werden kann, dann sinkt der Gasverbrauch bei 15 l/min für 1 m Schweißnaht von 46,9 l auf 39,5 l.

 

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EIN VERGLEICH LOHNT SICH FÜR EINE SCHNELLERE UND EFFIZIENTERE PRODUKTION

Da die Gaskosten durchschnittlich nur ca. 5 % der gesamten schweißtechnischen Fertigungskosten einnehmen, amortisieren sich die Schutzgaskosten bereits bei der ersten Anwendung. Lassen Sie sich Ihre konkreten Ersparnisse kostenlos von unserem Fachberater kalkulieren.

UNSERE KOMPETENZ:

  • Analyse der bestehenden Prozesse
  • Aufzeigen von Optimierungsmöglichkeiten
  • Prozessänderungen
  • Wirtschaftlichkeitsvergleich vorher / nachher

 

Einsatzgebiete von Argon beim Schutzgasschweissen

Argon2

Neben den beiden Gasen Stickstoff (N2; 78,08%) und Sauerstoff (O2; 20,95%) sind auch die Edelgase Argon (Ar), Xenon, Neon und Krypton Bestandteile der Luft, die wir täglich aus- und einatmen. Mit 0,933 Volumenprozent ist Argon das häufigste Edelgas in der Erdatmosphäre. Seine Dichte ist fast doppelt so groß wie beispielsweise jene von Neon, und es ist schwerer als Luft.

Um an dieses edle Gas zu kommen, bedarf es sogenannter Luftzerlegungsanlagen, mit denen die Luft in Stickstoff und Sauerstoff sowie die Edelgase zerlegt wird, bevor das Argon dann entsprechend aufbereitet und für den Einsatz flüssig oder gasförmig gespeichert werden kann.

Aufgrund seiner hohen chemischen Reaktionsträgheit hat sich Argon bei verschiedenen Schweißverfahren wie etwa WIG und MIG als optimales Schutzgas etabliert – in seiner reinen Form (99,996 %) genauso wie als Gemisch. Beim MAG-Schweißen wird etwa mit 82% Argon gearbeitet. Das klassische Ein-Komponenten-Schutzgas aus dem Hause Messer ist für alle Metalle (Stahl, Edelstahl, etc.) und Nichteisenmetalle (Aluminium, Kupfer, etc.) gut geeignet. Es kann aber auch fürs Plasmaschweißen sowie fürs MIG-Standard- und Pulsschweißen verwendet werden und eignet sich zudem auch als Formiergas.

 

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Darüber hinaus findet Argon Verwendung als Komponente in Löschgasen oder auch zur Erzeugung von Plasmen, die beispielsweise in der Analytik gebraucht werden. Da Argon auch preisliche Vorteile gegenüber anderen Gasen hat, wird es grundsätzlich sehr oft zur Herstellung von Schutzatmosphären eingesetzt.

Hier ein paar Eigenschaften des Edelgases Argon auf einen Blick:

  • Argon kommt in der Luft (0,933 Volumenprozent) sowie in bestimmten Gesteinen wie in Kalisalzen vor. Auch in Meerwasser (0,45 Gramm pro Kubikmeter), heißen Quellen, Grubengasen und in vulkanischen Ausstößen kommt es vor. Wir atmen täglich einige Liter Argon ein und aus.

Achtung: Auch wenn keine gesundheitsschädigende Wirkung bekannt ist, kann Argon bei hohen Konzentrationen erstickend wirken.

  • Bei Zimmertemperatur ist Argon farb- und geruchlos.
  • Argon ist reaktionsträge – daher existieren keine Argonverbindungen in der Natur.
  • Argon beeinflusst den Lichtbogen und das Schweißbad nicht aktiv und schützt so vor Korrosion und Verbrennung am Werkstoff.
  • Der Lichtbogen bleibt durch den Einsatz von Argon während des Schweißens ruhig und stabil.
  • Argon sorgt für eine optimale Festigkeit des Werkstoffs.
  • Argon ist zum Verarbeiten von allen Eisen und Nichteisenmetallen geeignet.

VORTEILE VON ARGON

Da das inerte Gas Argon sehr reaktionsträge ist, beeinflusst es das Schweißbad beim manuellen, mechanisierten oder automatisierten MAG-Schweißen von hochlegierten Stählen nicht aktiv und schützt dieses vor den Atmosphärengasen Wasserstoff, Stickstoff oder Sauerstoff. Dies ist wiederum wichtig, um Korrosion oder Verbrennungen vorzubeugen. Bei WIG-Schweißungen ist Schweißargon für alle Eisen und Nichteisenmetalle bestens geeignet – sowohl bei der DC- (Gleichstrom) als auch bei der AC-Schweißung (Wechselstrom).

Aufgrund seiner Eigenschaften wird Argon auch oft als Prüf- und Kalibriergas sowie als Spül-, Verdünnungs- und Inertisierungsgas verwendet. Zudem kommt es zur Herstellung von Komponenten in der Elektronik- bzw. Photovoltaikindustrie sowie in Labors und im Lebensmittelbereich zum Einsatz.

FAZIT ARGON SCHWEISSEN

Argon ist das am häufigsten vorkommenden Edelgas der Erdatmosphäre. Aufgrund seiner Reaktionsträgheit beeinflusst es das Schweißbad nicht aktiv und beugt so Korrosion und Verbrennungen am Werkstoff vor. Schweißargon sorgt zudem für einen stabilen und ruhigen Lichtbogen während des gesamten Schweißvorgangs sowie eine optimale Festigkeit des zu verarbeitenden Materials. Darüber hinaus ist Argon auch kostengünstiger als andere Schutzgase.

 

Das optimale Schutzgas beim Karosserie- und Blechschweissen

Karosserie-und Blechschweißen

Vor allem im KFZ-Bereich kommt das Schutzgasschweißen (MIG/MAG/WIG) bevorzugt zum Einsatz, da sich mittels dieser Verfahren auch sehr dünne Bleche optimal bearbeiten bzw. miteinander verbinden lassen. Außerdem entsteht auch keine Schlacke, die durch mitunter zeitaufwendige Nachbearbeitungen entfernt werden müsste. Wichtig ist allerdings, vor dem Schweißvorgang die Werkstücke gründlich von Rost- und Farbresten sowie von Verunreinigungen oder Ölspuren zu befreien, um qualitativ hochwertige Ergebnisse zu erzielen.

Danach ist es ratsam, einige Testpunkte zu schweißen und das Schweißgerät entsprechend nachzujustieren, falls nötig. Wie der Name schon sagt, benötigt man zum Arbeiten mit dem WIG-, MIG- und MAG-Verfahren ein Schutzgas.

 

SCHUTZGAS BEIM MAG-SCHWEISSEN

Zum MAG-Schweißen (Metallaktivgasschweißen) wird ein aktives Gas eingesetzt, das verhindert, dass Sauerstoff in das Schmelzbad eindringt. In der Regel ist es eine Mischung, die vorwiegend aus Argon besteht. Als Nebenbestandteile kommen Kohlenstoffdioxid und Sauerstoff (aktive, CO2- und/oder sauerstoffhaltige Schutzgase) infrage. Je nach Zusammensetzung des Schutzgases lassen sich auch die Spritzer Intensität und der Einbrand entsprechend steuern. Das Aktivgas wirkt auch stabilisierend auf den Lichtbogen.

SCHUTZGAS BEIM MIG-SCHWEISSEN

Beim MIG-Schweißen (Metallschweißen mit inaktiven Gasen) wird ein Metall-inertes-Gas verwendet. Dieses Schweißverfahren wird vorwiegend bei Nichteisenmetallen wie unter anderem Kupfer, Aluminium oder Aluminiumlegierungen verwendet. Das Schutzgas ist meist reines Argon oder auch reines Helium bzw. eine Mischung aus beiden. Diese inerten Gase reagieren nicht mit den Grund- und Zusatzwerkstoffen und erlauben daher das Arbeiten mit sehr hohen Temperaturen. Darüber hinaus schützt es das Schmelzbad vor möglichen schädlichen Einflüssen der Umgebungsatmosphäre.

SCHUTZGAS BEIM WIG-SCHWEISSEN

Während die MIG- und MAG-Schweißverfahren auch von Nicht-Profis rasch erlernt und angewandt werden können, sieht das beim Autogen- oder WIG-Schweißen (Wolframinertgasschweißen) schon etwas anders aus. Hierbei wird mit einer nichtabschmelzenden Elektrode aus reinem oder legiertem Wolfram gearbeitet und die Bleche mittels Flamme aus Acetylen und Sauerstoff miteinander verschweißt. Als Schutzgase kommen Argon, Helium respektive Gemische daraus oder eine Argon-Wasserstoff-Mischung zum Einsatz. Profis setzen im KFZ-Bereich vor allem auf diese Schweißtechnik, da der Materialverzug dabei sehr gering ist und sehr saubere, schmale und flache Schweißnähte erzielt werden, die natürlich bei Feinarbeiten an der Karosserie oberste Priorität haben.

Bei allen Schweißtechniken mit Schutzgas ist darauf zu achten, dass der Gasfluss während des Schweißens nicht unterbrochen wird und auf die entsprechende Verbrauchsmenge eingestellt ist. Als Faustregel beim WIG-Schweißen kann im Karosseriebereich bei einer Blechdicke von 0,8 bis 1,5 mm von einem Gasverbrauch von 8 Litern pro Minute ausgegangen werden. Beim MAG- und MIG-Schweißen ist es 1 Liter pro 0,1mm Draht, das heißt: Bei einem 0,6mm-Draht ergibt das 6 Liter pro Minute.

 

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Um Arbeitsunfällen vorzubeugen, ist beim Schweißverfahren mit Schutzgas vor allem auf folgende Gefahrenquellen zu achten:

  • Strahlung: Da gerade beim Schutzgas-Schweißen eine mitunter intensive Strahlung auftritt, sind unbedingt Schutzgläser mit sehr hohen Schutzstufen zu verwenden.
  • Spannung: Zudem kommt elektrischer Strom zum Einsatz. Daher sind auch diesbezüglich sämtliche Sicherheitsvorkehrungen zu treffen.
  • Dämpfe: Wie schon oben erwähnt werden auch Schutzgase verwendet. Aufgrund der hohen Temperaturen entstehen auch Verbrennungsdämpfe, die besser nicht eingeatmet werden sollten. Ein adäquater Atemschutz sollte daher unbedingt zur Standardausrüstung gehören.

 

FAZIT KAROSSERIE- UND BLECH-SCHWEISSEN

Profis verarbeiten ihre Karosserieteile meist mit dem sogenannten WIG-Schweißverfahren, da es saubere und schmale Schweißnähte ermöglicht. Als Schutzgas kommt Argon, Helium respektive Gemische daraus bzw. eine Argon-Wasserstoff-Mischung infrage. Das MIG- und MAG-Schweißverfahren kann auch von Nicht-Profis rasch erlernt und angewandt werden. Das aktive Gas beim MAG-Verfahren ist meist Argon mit Kohlenstoffdioxid und Sauerstoff. 

Gase Überblick für Hobbyschweisser

Welcher Werkstoff welches Gas

Nach dem Motto do it yourself (DIY) greifen immer mehr Menschen zum Werkzeug und basteln, bauen, reparieren ihre Möbel, Geräte oder den fahrbaren Untersatz selbst. Die Heimwerkerszene wächst und floriert – kein Wunder, denn das macht nicht nur Spaß, sondern spart mitunter auch noch eine Menge Geld.

Bis zu einem gewissen Grad wird da natürlich auch selbst geschweißt. Und selbstverständlich ist es auch für alle Hobbyschweißer da draußen von elementarer Bedeutung, zu wissen, welche Schweißmethode wann anzuwenden ist und was es dabei zu beachten gilt. Die gängigsten unter den Nicht-Profis sind wohl das MAG- und das WIG-Schweißen, da es sich dabei um sehr effiziente Schweißtechniken handelt, mit denen qualitativ hochwertige Ergebnisse erzielt werden; und zwar ohne komplette Schweißer-Ausbildung. Beide zählen zu den sogenannten Schutzgasschweißverfahren.

Je nach Gas und der Elektrode wird zwischen Metall- und Wolfram-Schutzgasschweißen unterschieden. Ersteres wird weiter in Metall-Aktivgas- (MAG) und Metall-Inertgas-Schweißen (MIG) unterteilt. Das Wolfram-Schutzgasschweißen, bei dem eine nicht schmelzende Wolfram-Elektrode verwendet wird, subsumiert sich in das Wolfram-Inertgas-Schweißen (WIG) und das Wolfram-Plasma-Schweißen (WP).

DIE SCHUTZGASE

Das Schutzgas schützt das Schmelzbad und den Lichtbogen vor möglichen schädlichen Einflüssen der Umgebungsatmosphäre. Hierfür werden meist Argon, Helium (Inert) und Kohlendioxid (Aktiv) sowie etwaige Gemische eingesetzt. Grundsätzlich lässt sich sagen, dass der CO2-Gehalt im Schutzgas unter anderem für einen tieferen Einbrand sorgt. Bei Inerten Gasen gilt, je höher der He-Anteil ist, umso heißer wird der Lichtbogen. Dadurch können größere Wanddicken bei einer höheren Schweißgeschwindigkeit verarbeitet werden.

Argon ist preislich verhältnismäßig günstig, führt zu einem stabilen Lichtbogen und ist zündfreundlich. Zudem ist es aber auch ein schlechterer Wärmeleiter als Luft. Demgegenüber sorgt Helium für eine gleichmäßigere Wärmeentwicklung im Lichtbogen und eignet sich ausgezeichnet zum Schweißen von gut wärmeleitenden Werkstoffen wie etwa Kupfer oder Aluminium. Auch Kohlendioxid ist stark wärmeleitend und sorgt für einen tiefen Einbrand, bei einer geringeren Porenbildung.

MAG-SCHWEISSEN

Vor allem dann, wenn unlegierte oder legierte Stähle sowie CrNi-Stähle miteinander verschweißt werden sollen, kommt diese Methode zum Einsatz. Beim MAG-Fülldraht Schweißen entsteht zudem eine schützende Schicht auf der Schweißnaht, die eine Oxidation verhindert. Bei dieser Methode unterscheidet man zudem folgende drei verschiedene Lichtbogenarten:

  • Kurzlichtbogen
  • Sprühlichtbogen
  • Impulslichtbogen

Während mittels Kurzlichtbogen vorwiegend dünne Bleche verschweißt werden, kommt das Sprühlichtbogen-Schweißen vor allem bei dickeren Blechen zum Einsatz. Das Impulslichtbogen-Schweißen ist für alle Blechdicken geeignet.

 

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WIG-SCHWEISSEN

Das WIG-Schweißen ist für die Verarbeitung von rostfreien Stählen, Aluminium- und Nickellegierungen sowie von dünnen Blechen aus Aluminium und Edelstahl respektive bei sehr filigranen Bauteilen optimal geeignet. Als Standardprozessgas kommt hier Argon mit der Qualität 4.6 zum Einsatz. Die Energie des Lichtbogens lässt sich beispielsweise durch die Zugabe von Wasserstoff oder Helium erhöhen. Dadurch wird der Einbrand optimiert und die Schweißgeschwindigkeit deutlich gesteigert.

Da das MIG-Schweißen doch eher eine Domäne der Profis ist, wollen wir in diesem Beitrag nur insoweit darauf eingehen, als es vor allem für Nichteisenmetalle verwendet wird und dabei standardmäßig Argon 4.6 zum Einsatz kommt.

FAZIT: WELCHER WERKSTOFF, WELCHES GAS

Auch Hobbyschweißer können ihre Schweißergebnisse deutlich verbessern, wenn sie die passenden Schutzgase zum jeweiligen Werk- bzw. Bauteil verwenden respektive das korrekte Schweißverfahren einsetzen. Erst wenn alle Komponenten gut aufeinander abgestimmt sind, wird das Schweißvorhaben auch ein Erfolg. Messer Austria unterstützt die Hobbyschweißer dabei und bietet alle Schutzgase in unterschiedlichen Gebinden an. Die optimale Versorgungslösung für Heimwerker ist wohl die 10l-Flasche mit 200 bar. 

Gase Überblick für Profischweisser

Profischweisser

Gerade in der professionellen Anwendung können die einzelnen Schweißvorgänge ganz schön komplex werden. Vor allem im mechanisierten Bereich wie etwa beim Kalt- oder Warmdrahtschweißen, beim Auftragsschweißen oder beim Laserschweißen müssen nicht nur zahlreiche gesetzliche Vorgaben berücksichtigt werden, sondern auch das Equipment respektive die gesamte Arbeitsausrüstung sowie der Arbeitsplatz müssen ganz spezifischen Anforderungen gerecht werden.

Während beispielsweise ein Hobbyschweißer salopp von Schutzgas spricht, differenziert der Profi ganz genau und muss demzufolge auch die Fachbegriffe alle kennen bzw. wissen, wann beispielsweise Ferroline C18 zum Einsatz kommt. Zudem muss er auch entscheiden, welcher Zusatzstoff wann verwendet wird und warum. Darüber hinaus kommen laufend neue Schutzgasvarianten und -namen auf den Markt, wodurch es mitunter auch für den Berufsschweißer schwierig sein kann, den Überblick zu bewahren und das Beste aus sich selbst und dem Equipment herauszuholen.

Dazu kommt noch, dass bei den eingesetzten Schutzgasen die Unterschiede oft nicht auf den ersten Blick ersichtlich sind, sodass es selbst für Profis nicht immer einfach ist, die richtige Entscheidung zu treffen. Doch genau diese beeinflusst nicht nur die Qualität des Schweißvorgangs bzw. des Ergebnisses selbst, sondern auch die Kosten, die durch längere Arbeitszeiten und einen höheren Energie- und Gasverbrauch mitunter stark steigen können.

DIE GÄNGIGSTEN SCHWEISSVERFAHREN

  • MAG-Schweißen: Wie schon im vorigen Beitrag erwähnt, kommt das MAG-Schweißen dann zum Einsatz, wenn unlegierte oder legierte Stähle sowie CrNi-Stähle miteinander verschweißt werden sollen. Als Schutzgas werden vorwiegend Gemische aus Argon und CO2 und Helium verwendet. Dabei spielt auch das Mischverhältnis eine wesentliche Rolle, da es neben dem Schweißverhalten auch Oberflächenoxidation, Nahtform und Einbrand beeinflusst. Bei einem höheren CO2 -Gehalt als 3% vol. wird beispielsweise die Lichtbogenstabilität erhöht.
  • WIG-Schweißen: Für die Verarbeitung von rostfreien Stählen, Aluminium- und Nickellegierungen sowie von dünnen Blechen aus Aluminium und Edelstahl respektive bei sehr filigranen Bauteilen ist das WIG-Schweißen die optimale Lösung. Dabei wird standardmäßig Argon mit der Qualität 4.6 verwendet; bei allen reaktiven Werkstoffen ist jedoch Argon ab der Qualität 4.8. zu bevorzugen. Einen besseren Einbrand bei höherer Schweißgeschwindigkeit erreicht man hier durch eine Beimengung von Wasserstoff zum Schutzgas, wodurch sich auch die Energie des Lichtbogens erhöht. Beim Verarbeiten von Aluminium (inkl. Legierungen) und Kupfer wird eine höhere Lichtbogenenergie meist durch die Beigabe von Helium erreicht. Je höher der Helium-Anteil, desto heißer ist der Lichtbogen, was vor allem für größere Wanddicken optimal geeignet ist und zudem höhere Schweißgeschwindigkeiten ermöglicht.
  • MIG-Schweißen: Auch beim MIG-Schweißen, das von Hobbyschweißern eher selten angewandt wird, kommt in der Regel Argon 4.6 zum Einsatz. Dieses Schweißverfahren wird zum Verbinden von Nichteisenmetallen wie etwa Aluminium und Kupfer verwendet. Auch hier kann durch eine Zugabe von Helium eine Verbesserung des Einbrands und eine deutlich höhere Schweißgeschwindigkeit erreicht werden.

DIE SCHUTZGASE

Das inerte Gas Argon ist eine sehr beliebte Option, da es kostengünstig und vielseitig einsetzbar ist. Wenn jedoch viel Energie benötigt wird, ist Argon meist nicht mehr die erste Wahl, da es zu einem Spannungsabfall im Lichtbogen kommt und Argon prinzipiell ein schlechter Wärmeleiter ist, wodurch wiederum die Temperatur im Lichtbogen nicht gleichmäßig verläuft. Demgegenüber verfügt Helium über eine deutlich höhere Wärmeleitfähigkeit. Da jedoch auf der anderen Seite die elektrische Leitfähigkeit von Helium geringer ist, ist mehr Lichtbogenspannungen nötig, was ein heißeres und dünnflüssigeres Schmelzbad, aber auch einen höheren Gasverbrauch mit sich bringt.

Kohlendioxid zeichnet sich vor allem durch seine starke Wärmeleitfähigkeit aus. Diese führt zu einer hohen Energiedichte und sorgt so für einen tiefen Einbrand. Als reines Gas angewendet führt es zu vermehrter Spritzerbildung. Als Gemisch mit Argon angewendet können die positiven Eigenschaften genutzt und die Spritzer reduziert werden. Auch Sauerstoff und Wasserstoff sind Bestandteile vieler Schutzgasgemische. Sauerstoff wird allerdings nur in geringen Volumenprozent-Anteilen beigemengt, da es zu Schlacken auf der Oberfläche der Werkstoffe führen kann. Durch die Beimengung von Wasserstoff lässt sich etwa die Schweißgeschwindigkeit deutlich steigern. Stickstoff reagiert sehr träge und wird vor allem als Spülgas beim Formieren von hochlegierten Rohren eingesetzt.

FAZIT WELCHER WERKSTOFF, WELCHES GAS

Um beim Schweißen beste Ergebnisse zu erzielen, sind eine Reihe von Faktoren zu beachten. Nicht nur das Schweißverfahren selbst, auch das Schutzgasgemisch und der Werkstoff selbst beeinflussen den gesamten Schweißprozess enorm. Durch die Wahl des optimalen Schutzgases können aber auch die Produktionskosten gesenkt werden, da sich die Schweißgeschwindigkeit mitunter deutlich steigern lässt und so auch der Energie- und Gasverbrauch reduziert werden kann.

 

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