Verbesserte Schutzgasgemische optimieren WIG-Schweißprozesse und erhöhen letztlich die Produktivität der Gesamtproduktion. Unterschiedliche Werkstoffe stellen verschiedene Bedingungen an die Schutzgas-Atmosphäre. Was muss hierfür berücksichtigt werden?

Beim WIG-Schweißprozess werden Schutzgase aus einer Gasflasche über das Schlauchpaket in das Steuergerät und im Anschluss in den Schweißbrenner geleitet. Das sogenannte Schlauchpaket besteht aus einem Schutzgasschlauch, einer Schweißstrom-, Steuer- und Kühlwasserleitung. Wobei sowohl gasgekühlte als auch wassergekühlte WIG-Schweißbrenner verwendet werden. Der gasgekühlte Schweißbrenner führt die durch den Schweißprozess entstehende Wärme im Wesentlichen per Schutzgase ab. Bei Schweißstromstärken von mindestens 200 A kommen wassergekühlte WIG-Schweißbrenner zum Einsatz.

Geregeltes Schutzgasmanagement

Spezielle Schutzgase werden in erster Linie dafür verwendet, den Lichtbogen und das Schmelzbad vor dem Zutritt von Sauerstoff, Stickstoff oder auch Wasserstoff zu schützen. Auf diese Weise wird das Bauteil vor Verbrennung oder Korrosion bewahrt. Wobei die einzustellende Durchflussmenge des Schutzgases unter anderem von dem Werkstoff (Dicke, Material) und der gewählten Gasdüse abhängt. Die jeweils geeignete Durchflussmenge kann der Anwender den jeweiligen Tabellen und Schaubildern der Hersteller entnehmen.

Zum Einstellen der erforderlichen Durchflussmenge muss der Schalter am Brennerhandgriff umgelegt werden, da Änderungen an der Schutzgasmenge nur bei geöffnetem Ventil im Steuergerät justierbar sind. Die aktuell fließende Schutzgasmenge ist an dem Durchflussmengenmesser des Druckminderers ablesbar. Das Messrohr zeigt die Durchflussmenge in l/min an. Für die Vermeidung von Messungenauigkeiten wird der Eingangsdruck im Durchflussmengenmesser von den Anbietern von Druckminderergeräten durch Kontern bzw. Plombieren der Einstellschraube fix vorgegeben.

Schutzgase sparen Zeit und Geld

Für Argon, das beim WIG-Schweißen am häufigsten verwendete Schutzgas, ist ein Richtwert eines Volumenstroms von 5 - 10 l/min vorgesehen. In Umgebungen mit Luftbewegungen sind höhere Durchflussmengen zu veranschlagen. Wegen der geringeren Dichte von Helium müssen bei Argon-Helium-Gasgemischen ebenfalls größere Durchflussmengen angesetzt werden. Mit verschiedenen Gasgemischen verändert sich beim WIG-Schweißen nicht nur das Oxidationsverhalten, sondern auch die elektrischen und physikalischen Eigenschaften im Lichtbogenraum.

Reines Helium kommt beim WIG-Schweißen eher selten zum Einsatz und ist daher auf Sonderfälle beschränkt. In den vergangenen Jahren wurden jedoch vermehrt Argon-Helium-Gemische mit 25, 50 oder 75 Prozent Helium verwendet. Insbesondere bei Metallen mit einer sehr guten Wärmeleitfähigkeit wie zum Beispiel Aluminium oder Kupfer wird gerne auch Helium zugesetzt. Denn Helium als Beimischung erzeugt einen heißeren Lichtbogen und eine gleichmäßigere Wärmeverteilung zwischen dem Kern und dem Rand des Lichtbogens. Das heißt, Helium verbessert nicht nur den Wärmeinhalt der Lichtbogenatmosphäre, sondern auch letztlich das Einbrandverhalten.

„Der Einsatz von Schutzgasen entspricht rund 5 Prozent der gesamten schweißtechnischen Fertigungskosten“, sagt Dr. Dirk Kampffmeyer, Experte für Anwendungstechnik Schweißen & Schneiden bei Messer. „Daher lohnt es sich auf jeden Fall, mit Schutzgasen zu arbeiten, die den Schweißprozess effizienter gestalten.“ Beispielsweise setzt sich das WIG-Schweiß-Schutzgas Inoxline He3 H1 aus 95,5 Prozent Argon, 3 Prozent Helium und 1,5 Prozent Sauerstoff zusammen. Es lässt sich für das manuelle, mechanisierte oder automatisierte WIG-Schweißen von hochlegierten CrNi-Stählen verwenden.

Mit diesem reduzierten Mischgas kann ein hoher Lichtbogendruck aufgebaut werden. Inoxline produziert bei gleicher Einbrandtiefe schmale Nähte, geringen Verzug sowie eine glatte Nahtoberfläche. Damit eignet es sich ideal auch für das WIG-Schweißen in Zwangslagen. Das große Plus: Durch wenig Verzug und kaum sichtbaren Anlauffarben verringert sich der Arbeitsaufwand der Nahtbearbeitung. Hinzu kommt eine hohe Schweißgeschwindigkeit, die viel Zeit spart und ein niedriger Gasverbrauch reduziert die Kosten für Strom und Energie.

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