Die 5 Lichtbogenarten beim MIG/MAG-Schweißen, 1. Teil
Beim MIG/MAG-Schweißen handelt sich um ein maschinelles Schutzgas-Schweißverfahren. Dabei brennt der Lichtbogen unter Schutzgas zwischen der stromführenden Elektrode und dem Werkstück. Als Elektrode kommt eine Drahtelektrode zum Einsatz, die automatisch von einer Rolle zugeführt wird und im Lichtbogen abschmilzt.
Bei den Schutzgasen handelt es sich beim MIG-Schweißen üblicherweise um Argon, Helium oder Gasgemische daraus. Beim MAG-Schweißen werden Argon mit Sauerstoff als Zusatz, Helium mit zugesetztem Sauerstoff, Kohlendioxid oder Gemische aus den genannten Gasen verwendet.
Das Schutzgas sorgt zum einen dafür, dass ein stabiler Lichtbogen entsteht. Zum anderen schützt das Gas das flüssige Schmelzbad vor den Einflüssen aus der Atmosphäre.
Sauerstoff als Zusatz reduziert die Oberflächenspannung des Schmelzbades und trägt gleichzeitig dazu bei, dass die Oberfläche der Schweißnaht flacher und die Übergänge zu den Nahtflanken besser ausgebildet werden können. Außerdem wird der Werkstoffübergang im Lichtbogen feiner.
Eine entsprechende Überlegierung der Drahtelektrode gleicht die Bestandteile aus, die beim Abbrennen der Legierungen entstehen. Der Schweißer muss aber penibel darauf achten, dass keine Zugluft an die Schweißstelle gelangt.
Schweißt er mit hohen Geschwindigkeiten und unter schnellem Pendeln, muss er die Menge an Schutzgas und die Form der Düse so wählen, dass das Schutzgas das flüssige Schmelzbad vollständig abschirmt.
Als Stromquelle wird beim MIG/MAG-Schweißen mit einem Gleichstromumformer oder einem Gleichrichter gearbeitet. Dabei liegt der Pluspol in aller Regel an der Elektrode.
Nun ist Lichtbogen aber nicht gleich Lichtbogen. Vielmehr werden beim MIG/MAG-Schweißen fünf verschiedene Lichtbogenarten voneinander unterschieden.
Diese schauen wir uns in einem zweiteiligen
Beitrag einmal genauer an:
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Kurzlichtbogen
Beim Schweißen mit dem Kurzlichtbogen werden hauptsächlich Drähte mit einem Durchmesser zwischen 0,8 und 1,0 mm verarbeitet, seltener auch Drähte mit Durchmessern von 1,2 und 1,6 mm.
Je nach Drahtdurchmesser bewegt sich die Spannung des Lichtbogens in einem Bereich zwischen 14 und 22 Volt bei einer Stromstärke zwischen 60 und 200 Ampere.
Voraussetzung für das Schweißverfahren ist eine Stromquelle, bei der die Leerlaufspannung verändert und teils auch die Kennlinie eingestellt werden kann.
Die Wärmeeinbringung ist beim Schweißen mit dem Kurzlichtbogen gering und die Abschmelzleistung hält sich ebenfalls ins Grenzen. Aus diesem Grund wird das Verfahren gerne angewendet, wenn dünne Bleche mit einer Stärke ab 0,8 mm verschweißt werden müssen.
Daneben wird oft mit dem Kurzlichtbogen geschweißt, wenn in Zwangslagen gearbeitet oder Wurzelschweißungen bei größeren Wanddicken durchgeführt werden.
Die wesentlichen Gründe dafür sind die hervorragende Überbrückung von Spalten und die glatte, flache Ausbildung der Wurzelrückseite. Allerdings steht dem die große Neigung zur Spritzerbildung gegenüber.
Die Richtwerte für das Schweißen mit
dem Kurzlichtbogen lauten wie folgt:
| Drahtdurchmesser | 0,8 mm | 1,0 mm | 1,2 mm |
| Stromstärke | 60 – 130 A | 70 – 160 A | 100 – 180 A |
| Spannung | 15 – 17 V | 16 – 19 V | 17 – 20 V |
| Vorschub | 2,9 – 13 m/min | 2,4 – 7,8 m/min | 2,1 – 5,4 m/min |
| Abschmelzleistung | 0,7 – 2,9 kg/h | 0,9 – 2,9 kg/h | 1,1 – 2,0 kg/h |
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Übergangslichtbogen
Im Übergangslichtbogen findet der Werkstoffübergang in unregelmäßiger Abfolge sowohl im Kurzschluss als auch ohne Kurzschlüsse statt. Das hat zur Folge, dass die Neigung zu Spritzern, die am Werkstück haften, steigt.
Weil die Leistung beim Schweißen mit dem Übergangslichtbogen höher ist als unter dem Kurzlichtbogen, wird der Übergangslichtbogen vor allem für Füll- und Decklagen bei Blechen mit mittlerer Dicke eingesetzt. Außerdem findet das Verfahren beim Schweißen von Fallnähten Anwendung.
Beim Schweißen mit dem Übergangslichtbogen gelten folgende Richtwerte:
| Drahtdurchmesser | 0,8 mm | 1,0 mm | 1,2 mm |
| Stromstärke | 110 – 140 A | 130 – 180 A | 170 – 240 A |
| Spannung | 18 – 22 V | 18 – 24 V | 19 – 26 V |
| Vorschub | 6,0 – 9,0 m/min | 5,0 – 7,5 m/min | 5,0 – 7,5 m/min |
| Abschmelzleistung | 1,3 – 1,9 kg/h | 1,7 – 2,5 kg/h | 2,4 – 3,6 kg/h |
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Langlichtbogen
Von einem Langlichtbogen wird gesprochen, wenn die Tropfenübergänge aus freien Übergängen und aus Kurzschlussübergängen bestehen.
Dabei bildet sich ein Langlichtbogen, wenn als Schutzgas beim Schweißen Kohlendioxid oder ein Gasgemisch aus Argon und mindestens 20 Prozent Kohlendioxid verwendet wird.
Weil der Werkstoffübergang zum Teil im Kurzschluss erfolgt, können vermehrt Spritzer auftreten, die am Werkstück haften. Im oberen Leistungsbereich ist der Langlichtbogen mit Blick auf die Anwendungen mit dem Sprühlichtbogen vergleichbar.
Allerdings sind die Tropfen etwas größer. Im unteren und mittleren Leistungsbereich kann der Schweißer oft beim Schweißen in Zwangslagen auf den Langlichtbogen zurückgreifen.
Ein Kohlendioxid-Langlichtbogen eignet sich hervorragend, um Fallnähte zu schweißen. Bei einem Gasgemisch erhöht sich die Poren- und Einbrandsicherheit umso mehr, je höher der Anteil an Kohlendioxid ist.
Andererseits können mit dem Langlichtbogen grundsätzlich nur mittlere und dicke Bleche aus unlegierten oder niedriglegierten Stählen gefügt werden.
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Thema: Die 5 Lichtbogenarten beim MIG/MAG-Schweißen, 1. Teil
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