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WIG-Schweißen – Bearbeitungen und Werkstoffe

Das Verfahren des WIG-Schweißens überzeugt vor allem durch eine besonders saubere Verarbeitung, hohe Nahtqualitäten sowie eine fast universelle Anwendbarkeit im Bereich metallischer Materialien.

Welche Werkstoffe qualifizieren sich besonders für das WIG-Schweißen?

Da beim WIG-Schweißen sich der Schweißstrom auf die jeweilige Schweißaufgabe sehr genau abstimmen lässt, kommt es insbesondere für Wurzel- und Zwangslagen infrage. So ist das Verfahren gerade für Aufgaben mit hohen Ansprüchen an Präzision und Nahtqualität sowie eine Vielzahl von Werkstoffen geeignet. Das gilt beispielsweise auch für un- und niedriglegierte Stähle – trotz der vergleichsweise geringen Leistung des WIG-Verfahrens.

WIG-Schweißen und Sonderfälle

Im Bereich un- und niedriglegierter Stähle kommt es für das Schweißen von Wurzellagen zum Einsatz. Zum Beispiel bei Wanddicken von mehr als 6 mm wird vielfach mit dem WIG-Verfahren nur die Wurzel geschweißt. Wobei die restlichen Lagen mit deutlich leistungsfähigeren Schweißverfahren bearbeitet werden. Ein weiterer Sonderfall ist die Bearbeitung von Rohrleitungen mit kleineren Durchmessern. Das Wolfram-Inertgas-Schweißverfahren ist geradezu prädestiniert für solche Aufgaben. Der Anwender muss nur darauf achten, dass bei unlegierten Rohrstählen (zum Beispiel P235) mit einem geringen Siliziumanteil Poren entstehen können.

Zu dieser Porenbildung kann es auch beim Schweißen von Tiefziehstählen kommen, die nur mit Aluminium behandelt („beruhigt“) und mit wenigen Zusatzwerkstoffen bearbeitet werden. Denn die Aufnahme von Sauerstoff aus der Umluft, die in manchen Fällen auch beim Einsatz von Schutzgasen nicht zu verhindern ist, „beunruhigt“ das Schweißbad und die Folge ist die Bildung von Kohlenmonoxid im Schweißgut. Durch die Einbringung von Si- bzw. Mn-legierten Zusatzwerkstoffe kann der Sauerstoff abgebunden und so eine Porenbildung vermieden werden.

Werkstoffe aus Kupfer

Auf Grund der großen Wärmeleitfähigkeit kann das Schweißen von Kupfer einige Probleme bereiten. Daher sollten bei größeren Materialdicken die Anfänge von Schweißnähten vorgewärmt werden. Auf diese Weise entsteht durch die voranlaufende Schweißwärme ein sogenannter Vorwärmeffekt. Dieser Vorgang ist jedoch nur bei Dicken größer als 5 mm notwendig.

Beim WIG-Verfahren kann der Lichtbogen selbst zum Vorwärmen eingesetzt werden. Dazu wird mit dem verlängerten Lichtbogen durch kreisende Bewegungen am Beginn der Schweißnaht Wärme eingebracht. In der Regel werden Kupfer und Kupferlegierungen mit Gleichstrom geschweißt. Davon sind Bronzen wie zum Beispiel Messing und Aluminiumbronze ausgenommen. Hier bietet sich das WIG-Verfahren mit Wechselstrom an.

WIG-Schweißen mit Aluminium

Beim WIG-Schweißen von Aluminium wird häufig Wechselstrom verwendet, um die entstehende hochschmelzende Oxidschicht durch Ladungsträger im Lichtbogen auf dem Werkstück zu entfernen. Damit die unerwünschte Oxidschicht aufgebrochen werden kann, muss der Minuspol - wie das WIG-Schweißen mit Wechselstrom voraussetzt - an der Wolframelektrode liegen.

Für die Bearbeitung des Werkstoffs Aluminium muss aber noch bedacht werden, dass sich bei Schutzgasgemischen mit Wasserstoff unerwünschte Poren bilden können. Dies ist gerade im Falle von Aluminium wesentlich kritischer als beim WIG-Schweißen von Stahl.

Daher sollten die Oberflächen der Bauteile vor dem Schweißen gründlich von Oxiden befreit sein. Zudem muss vor dem Schweißen noch eine Ruhephase von ein bis zwei Stunden eingelegt werden. Für den Einsatz von Zusatzwerkstoffen aus Aluminium empfiehlt sich auch eine sorgfältige wie auch möglichst kurze Lagerzeit.

Weitere Werkstoffe

Das WIG-Verfahren kommt auch relativ häufig für Werkstoffe aus Nickel und Nickellegierungen zum Einsatz. Zu den wichtigsten zählen Nickel- bzw. Chrom-Legierungen (wie zum Beispiel Inconel) sowie Nickel- und Kupfer-Legierungen (wie zum Beispiel Monel). Darüber hinaus werden auch Werkstoffe wie beispielsweise Titan und Titanlegierungen mit den WIG-Verfahren geschweißt. Für diese Materialien und Bauteile eignet sich das Verfahren mit Gleichstrom bzw. negativ gepolter Elektrode.

„Bei der Bearbeitung des Werkstoffs Titan muss jedoch beachtet werden, dass nicht nur der Bereich um die Schweißnaht mit Schutzgasen versehen werden muss, sondern auch Bereiche in weiterer Entfernung bzw. auch die Rückseite des Werkstoffs“, erklärt Dr. Dirk Kampffmeyer, Experte für Anwendungstechnik Schweißen & Schneiden bei Messer. „Das heißt, durch Schleppbrausen muss Schutzgas zugegeben werden, um Anlauffarben zu verhindern und durch Aufnahme atmosphärischer Gase zu verspröden.“

 

Download Broschüre WIG-Schweißen

 

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