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WIG-Schweißen: Die Vor- und Nachteile und was Schutzgase damit zu tun haben

Das Wolfram-Inert-Gas-Schweißen (WIG-Schweißen) ist universell für alle metallischen Werkstoffe unter Anwendung von Schutzgasen anwendbar. Es ist ein sehr sauberes, aber schwierig zu meisterndes Verfahren, das jedoch kaum Spritzer und nur wenig Schadstoffe hinterlässt. Schutzgase haben dabei eine besondere Rolle.

Beim Schweißen von Werkstücken wie Rohre, in der Produktions-Montage oder auch bei Reparaturarbeiten kann das WIG-Schweißverfahren seine Vorteile ausspielen: Dazu zählen insbesondere dünne, aber sehr belastbare Schweißnähte, die Kompaktheit des geschmolzenen Metalls als auch saubere Schweißnähte ohne Spritzer. Als weitere Vorteile können ein perfektes Aussehen und Oberflächenstruktur sowie hochwertige Schweißnähte herausgestellt werden. Diese Kriterien sind vor allem relevant, wenn es um industrielle Schweißarbeiten wie zum Beispiel bei der Herstellung von Halbleitern, in der Flugzeug- und Raumfahrtindustrie oder um Pharmabereich geht.

Teuer, aber wertig

Neben der besonderen Qualität und Zuverlässigkeit überzeugt das WIG-Schweißen ebenso durch eine Reihe anderer Vorteile. So eignet sich das WIG-Verfahren - je nach Anwendung - für ein Schweißen mit oder ohne Zusatzdraht. Dabei entstehen weder Schweißrauch noch Rückstände.

Durch das WIG-Schweißen, lassen sich alle Metalle verbinden, selbst wenn unterschiedliche Metalle wie beispielsweise Edelstahl, Titan, Magnesium, Aluminium oder Kupfer benutzt werden. Hinzu kommen die Eigenschaften eines stabilen Verfahrens, der einfachen Automatisierung und des Einsatzes in allen Schweißpositionen. Und ganz wichtig: Schweißfehler treten beispielsweise beim WIG-Orbital-Schweißen nur höchst selten auf.

Der große Nachteil des WIG-Schweißens ist allerdings, dass die Anfangsinvestitionen verglichen mit dem MIG- und MAG-Schweißen höher sind. Dieser Nachteil zahlt sich jedoch letztlich mit einer höheren Qualität wieder aus. Beim Vergleich zum Handschweißen sind die Kosten für Stromquelle und Schweißzange höher.

Was die Produktivität angeht, ist sie beim WIG-Verfahren verglichen mit dem MIG- und MAG-Schweißen etwas geringer. Dies geht unter anderem darauf zurück, dass der Energiebedarf beim WIG-Schweißen höher sein kann. Des Weiteren eignet sich das Verfahren des WIG-Schweißens nicht in staubigen oder rauchhaltigen Umgebungen.

WIG Schweißen und der Zusatzwerkstoff

Für das Schweißen von Metallen wie beispielsweise Edelstahl oder mit Wandstärken unter 3 mm ist in der Regel kein Zusatzdraht notwendig. Wenn es der Werkstoff erfordert, übernehmen beim WIG-Schweißen dann Zusatzwerkstoffe wie zum Beispiel Schweißstäbe die Funktion des Füllmaterials für eine saubere Schweißnaht.

Dies geschieht, indem ein Brenner an einer Verbindungsstelle zwischen zwei Werkstücken den
Schweißstab aufschmilzt und so eine belastbare Verbindung erzeugt. Abhängig von dem Werkstoff kann im WIG-Verfahren mit dem geeigneten Schweißstab auch gelötet werden.

Der WIG-Schweißstab sollte stets auf die zu schweißende Materialstärke angepasst sein. Denn bei zu dicken Schweißdrähten droht die Gefahr, dass der Grundwerkstoff schon zusammengelaufen ist, bevor der Draht überhaupt aufgeschmolzen werden konnte. Bei zu dünnen Drähten kann es sein, dass der WIG-Schweißer mit dem Nachschieben des Schweißstabs kaum mehr nachkommt.

Prinzipiell sollte der Durchmesser des Schweißzusatzes auf die Schweißaufgabe abgestimmt sein. Das heißt, er richtet sich nach der Materialdicke und damit auch nach dem Durchmesser der Wolframelektrode. Schweißstäbe messen häufig eine Länge von 1000 mm, sind nach DIN-Normen gekennzeichnet und werden in Bünden angeboten. Da jeder erfahrene WIG-Schweißer seine eigene Schweißgeschwindigkeit und -techniken hat, können allgemeine Empfehlungen nicht gegeben werden. Im Grunde genommen werden die Schweißzusätze analog zum Grundwerkstoff gewählt.

Manchmal ist es jedoch notwendig, dass der Schweißzusatz bei einigen Legierungselementen geringfügig von dem vorliegenden Grundwerkstoff abweichen kann. Für eine möglichst hohe Risssicherheit ist zu beachten, dass der Kohlenstoffgehalt möglichst niedrig gehalten werden sollte. Artfremde Schweißzusätze sind notwendig, wenn zum Beispiel beim Fügen von schwerschweißbaren C-Stählen austenitische Schweißzusätze oder Nickelbasislegierungen eingesetzt werden.

Was Schutzgase können müssen

Schutzgase haben beim WIG-Schweißverfahren die Aufgabe, die nicht abschmelzende Wolfram-Elektrode, das im Lichtbogen transferierte Metall als auch das entstehende Schmelzbad vor negativen Einflüssen der Atmosphäre zu schützen. Am häufigsten wird das Schutzgas Argon benutzt. Es erleichtert nicht nur das Zünden des Lichtbogens, sondern ermöglicht auch eine große Lichtbogenstabilität. Darüber hinaus können ebenso Gasmischungen zum Einsatz kommen, die für eine Erhöhung der eingesetzten Energie sorgen. Um eine optimale Endqualität sicher zu stellen, muss die Eignung der jeweils zu schweißenden Materialien überprüft werden.

„Inertgase wie beispielsweise Argon, Helium oder sonstige Mischungen sind zuverlässige Schutzgase für das WIG-Schweißen“, sagt Dr. Dirk Kampffmeyer, Experte für Anwendungstechnik Schweißen & Schneiden bei Messer. „Bei hochlegierten Stählen und Ni-Basis-Werkstoffen wird als reduzierende Komponente ein kleiner Anteil (2 bis 7,5 Prozent) Wasserstoff zugemischt. Bei Leichtmetallen und Kupfer hat sich je nach Werkstückdicke ein Zusatz von Helium (bis zu 90 Prozent) bewährt.“

Download Broschüre WIG-Schweißen

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