Die Elektrode fürs WIG-Schweißen richtig schleifen
Das WIG-Schweißen gehört zweifelsohne zu den Schweißverfahren, die erstklassige Schweißnähte ermöglichen. Voraussetzung dafür ist aber nicht nur, dass der Schweißer eine Wolframelektrode auswählt, die auf die jeweilige Anwendung abgestimmt ist. Stattdessen muss die Wolframelektrode auch richtig angeschliffen sein.
Wir erklären, warum es so wichtig ist, die Elektrode fürs WIG-Schweißen richtig zu schleifen und worauf es dabei ankommt:
Welche Aufgaben haben die Dotierungselemente von WIG-Elektroden?
Will es trotz richtiger Einstellungen am Schweißgerät und passender Anschlüsse mit der Zündung nicht so richtig klappen, sollte sich der Schweißer die Wolframelektrode genauer anschauen. Gleiches gilt, wenn der Lichtbogen nur instabil brennt.
Zwar schmelzen WIG-Elektroden nicht ab. Aber im Laufe der Zeit nutzen sie sich ab und werden stumpf, porös oder offenporig. Dadurch können auch die Dotierungselemente, die den Elektroden zugesetzt sind, ihre Wirkung nicht mehr entfalten.
Um Abhilfe zu schaffen, muss die Elektrode dann nachgeschliffen werden. Eine noch spitze, aber falsch geschliffene Elektrode wiederum kann der Grund für einen instabilen Lichtbogen sein.
Bei den Dotierungselementen von WIG-Elektroden handelt es sich üblicherweise um Thorium-, Lanthan-, Zirkonium- oder Ceriumoxide. Während des Schweißvorgangs unterstützen sie die Emissionen aus der Elektrode. Dadurch wird mehr Energie in den Lichtbogen eingebracht und das Schweißen gestaltet sich effizienter und schneller.
Daneben schützen die Dotierungselemente die nicht abschmelzende Wolframelektrode. Wolfram hat seinen Schmelzpunkt bei 3.422 Grad Celsius. Während des Schweißens erhitzt sich die Wolframelektrode auf bis zu 3.000 Grad Celsius. An ihrer Spitze werden sogar noch höhere Temperaturen erreicht, die über dem Schmelzpunkt liegen.
Die Hitze begünstigt zwar die Elektroden-Emission, führt aber gleichzeitig dazu, dass mehr Material abgetragen wird. Die Dotierungselemente senken die Temperatur der WIG-Elektrode und verlangsamen dadurch ihren Verschleiß.
Allerdings strömen umso mehr Dotierungselemente aus, je öfter und länger eine Wolframelektrode im Einsatz ist. Die Folge davon ist, dass sich das Zünden schwieriger gestaltet oder der Lichtbogen nur noch instabil brennt.
Sind um die Spitze der Elektrode herum viele kleine Zacken entstanden, wird das als Kranzbildung bezeichnet. Diese Kranzbildung kommt bei WIG-Elektroden immer wieder vor und ist das Ergebnis von einer Oxidation mit Sauerstoff.
Nach dem Übergang von der festen in die gasförmige Phase teilt sich die chemische Verbindung in mindestens zwei Moleküle und es entstehen Oxide. Der Materialkranz lässt sich aber sehr einfach entfernen, indem die Elektrode an- oder nachgeschliffen wird.
Was sollte beim Schleifen einer WIG-Elektrode beachtet werden?
Wird eine Wolframelektrode unter dem Mikroskop betrachtet, zeigen sich im Material helle und dunkle Bereiche. Das ist die sogenannte Körnung. Dort, wo die Bereiche ineinander übergehen, befinden sich die Korngrenzen.
Bei einer mechanischen Beanspruchung sind WIG-Elektroden besonders entlang der Korngrenzen sehr empfindlich. Ist eine Wolframelektrode abgekniffen oder abgebrochen, sind die Korngrenzen bereits Schwachstellen. Ein Schleifen führt dann dazu, dass das Material aufreißt.
Außerdem kann die Hitze, die beim Schweißen entsteht, bei beschädigten Korngrenzen zur Folge haben, dass sich an der Spitze der Elektrode Risse bilden.
Aus diesem Grund ist es wichtig, dass der Schweißer sorgfältig vorgeht, wenn er eine Wolframelektrode schleift. Andernfalls schwächt er womöglich die sensible Korngrenze.
Das kann auch passieren, wenn er beim Schleifen zu viel Druck ausübt. Dadurch entsteht nämlich ein Wärmestau, der den Korngrenzen ebenfalls zusetzt.
Außerdem sollte der Schweißer folgende Punkte beachten:
Nicht freihändig
Ein gutes Schweißergebnis erfordert eine WIG-Elektrode mit einer konzentrischen und absolut glatten Spitze. Diese Voraussetzung fällt umso mehr ins Gewicht, je anspruchsvoller die Schweißnaht ist. Schleift der Schweißer die Elektrode freihändig, wird er keine saubere Spitze hinbekommen. Dabei spielt keine Rolle, was er als Hilfsmittel zweckentfremdet.
Ein anderer Punkt ist, dass die Parameter wiederholbar sein müssen, damit das Schweißergebnis eine gleichbleibend gute Qualität aufweist. Doch auch die Wiederholbarkeit lässt sich bei einem freihändigen Schluff kaum realisieren.
Richtige Richtung
Die Elektrode fürs WIG-Schweißen muss zwingend axial und nicht radial geschliffen werden. Axial bedeutet, dass der Schliff längs zur Elektrode erfolgt. Dadurch ist der Lichtbogen fokussierter, der Einbrand wird tiefer und der Schweißer kann die Energie punktgenau einbringen.
Schleift der Schweißer die Elektrode radial, also quer, hat der Lichtbogen beim Schweißen einen breiten Kegel. Das hat nicht nur eine geringere Einbrandtiefe zur Folge, sondern kann auch Wurzelbindefehler verursachen.
Korrekter Winkel
Für ein gutes Schweißergebnis ist auch der Schleifwinkel entscheidend. Dabei gilt, dass der Schweißer die Energie umso gezielter einbringen kann und der Einbrand umso schmaler wird, je spitzer die Elektrode geschliffen ist.
Allerdings hat ein sehr spitzer Anschliff auch zur Folge, dass die Spitze der Elektrode einer starken Belastung ausgesetzt ist und sich die Standzeit der WIG-Elektrode dadurch verkürzt. Außerdem besteht bei einer sehr spitzen Elektroden-Spitze das Risiko, dass sich Wolframpartikel lösen und das Schweißbad verunreinigen.
Andersherum verursacht aber auch eine zu stumpf geschliffene Spitze Probleme. Denn wenn der Schweißer die Stromstärke beibehält, wird der Einbrand ungenauer und breiter. Für optimale Schweißergebnisse sollte der Anschliff-Winkel deshalb 60 Grad betragen.
Leichtes Abflachen
Experten empfehlen, die Spitze einer Wolframelektrode zuerst spitz anzuschleifen und anschließend etwas abzustumpfen. Als Richtwert sind zehn Prozent des Elektrodendurchmessers ratsam. Bei einer WIG-Elektrode mit einem Durchmesser von zum Beispiel 1,6 Millimetern bietet sich demnach eine stumpfe Spitze von etwa 0,15 Millimetern an.
Eine abgeflachte Spitze beeinflusst den Austritt der Elektrode positiv und verhindert, dass sich Wolframpartikel lösen. Hinzu kommt, dass die WIG-Elektrode nicht ganz so stark belastet ist und folglich eine längere Standzeit hat.
Sonderfall: WIG-Schweißen mit Wechselstrom
Arbeitet der Schweißer mit Wechselstrom, wird die WIG-Elektrode anders geschliffen. Weil in diesem Fall eine Kalotte entstehen muss, wird die Elektrode flach ausgestaltet.
Die kugelige Kalotte bildet sich einfacher, wenn die Wolframelektrode in einem Winkel von 45 Grad angefast ist. Sollte die Elektrode schlecht zünden, hilft es, sie um mindestens eine Kalotten-Länge zu kürzen und neu anzuschleifen.
Womit sollte der Schweißer die WIG-Elektrode am besten schleifen?
Weder ein Schleifstein noch ein Winkelschleifer sind geeignete Werkzeuge, um die Elektroden fürs WIG-Schweißen vernünftig zu schleifen. Stattdessen sollte der Schweißer ein Elektroden-Schleifgerät verwenden. Mit Blick auf die guten Schweißergebnisse macht sich die Investition bezahlt.
Müssen regelmäßig Elektroden geschliffen werden, ist es sinnvoll, ein Nassschleifgerät anzuschaffen. Dieses ist zwar teurer als ein Trockenschleifgerät, punktet aber durch die integrierte Kühlung.
Bei einem Trockenschleifgerät entstehen durch die Reibung an der Schleifscheibe kleine Funken. Das kann problematisch werden, wenn die Elektroden oft geschliffen werden müssen.
Der Schleifvorgang selbst gestaltet sich kinderleicht:
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Der Schweißer spannt die Wolframelektrode in die Spannvorrichtung des Schleifgeräts ein.
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Nachdem er den Anschleifwinkel eingestellt und das Gerät eingeschaltet hat, schiebt er die Elektrode ins Gerät und hält sie fest.
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Während des Schleifvorgangs dreht der Schweißer die WIG-Elektrode regelmäßig, bis er keinen Widerstand mehr spürt und hört.
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Nun muss er die Elektrode nur noch herausnehmen und das Ergebnis kontrollieren.
Die Elektroden fürs WIG-Schweißen mit einem speziellen Schleifgerät zu schleifen, führt nicht nur zu guten Ergebnissen. Auch mit Blick auf die Gesundheit profitiert der Schweißer. Denn das Gerät nimmt den Schleifstaub auf, sodass dieser nicht in die Atemwege gelangt.
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