Ratgeber zum MIG/MAG-Schweißen, 1. Teil

Ratgeber zum MIG/MAG-Schweißen, 1. Teil 

Das MIG- und das MAG-Schweißen sind Schweißverfahren aus der Gruppe der Lichtbogenschweißverfahren unter Schutzgas. Dieser Ratgeber erklärt, wie die Schweißverfahren funktionieren.

Früher wurde im Zusammenhang mit dem MIG- und dem MAG-Schweißen vom Metall-Schutzgasschweißen gesprochen. Nach ISO 857-1 werden nun alle Lichtbogenschweißverfahren, bei denen eine Drahtelektrode unter Schutzgas abschmilzt, unter dem Oberbegriff gasgeschütztes Metall-Lichtbogenschweißen zusammengefasst.

Ausgehend von der englischen Übersetzung, definiert die ISO-Norm das Schweißverfahren als ein Metall-Lichtbogenschweißen, bei dem eine Drahtelektrode verwendet wird und bei dem eine Gasumhüllung aus einer externen Quelle den Lichtbogen und das Schweißbad vor atmosphärischen Einflüssen schützt.

Je nachdem, welches Schutzgas verwendet wird, wird das Schweißverfahren dann

  • ·         in das Metall-Inertgasschweißen, kurz MIG, bei einem inerten Gas und
  • ·         in das Metall-Aktivgasschweißen, kurz MAG, bei einem aktiven Gas

unterteilt. Gemäß der ISO-Norm gehören außerdem auch

  • ·         das Fülldrahtschweißen mit aktivem Gas,
  • ·         das Fülldrahtschweißen mit inertem Gas,
  • ·         das Plasma-MIG-Schweißen und
  • ·         das Elektrogasschweißen

zu den gasgeschützten Metall-Lichtbogenschweißverfahren. In einem ausführlichen Ratgeber schauen wir uns das MIG- und MAG-Schweißen einmal genauer an.

Hier ist der 1. Teil:

 

Grundsätzliches zum MIG/MAG-Schweißen

Ein wesentliches Merkmal beim MIG- und MAG-Schweißen ist eine Drahtelektrode, die sich auf einer Spule befindet und mittels Vorschubmotor zugeführt wird. Kurz bevor die Elektrode aus dem Brenner austritt, wird sie durch die Stromkontaktdüse mit Strom versorgt. Dadurch wird es möglich, dass der Lichtbogen zwischen dem Ende der Drahtelektrode und dem Werkstück brennt.

Gleichzeitig ist die Drahtelektrode konzentrisch von einem Schutzgas umgeben, das aus der Schutzgasdüse strömt und das Schweißgut von den Gasen aus der Atmosphäre, also Sauerstoff, Wasserstoff und Stickstoff, abschirmt. Das Schutzgas hat aber nicht nur eine Schutzfunktion. Stattdessen entscheidet es auch über die Zusammensetzung der Lichtbogenatmosphäre und wirkt sich dadurch auf die elektrische Leitfähigkeit des Lichtbogens und somit auf die Schweißeigenschaften im Allgemeinen aus.

Durch die Vorgänge beim Zu- und Abbrand beeinflusst das Schutzgas außerdem die chemische Zusammensetzung des Schweißguts. Insofern hat das Schutzgas auch einen metallurgischen Effekt.

 

Die Stromart beim MIG/MAG-Schweißen

Im Normalfall wird beim MIG- und MAG-Schweißen mit Gleichstrom gearbeitet. Dabei liegen der Pluspol der Stromquelle an der Elektrode und der Minuspol am Werkstück an. Bei einigen Fülldrähten kann es jedoch sinnvoll sein, die Polarität zu wechseln, den Pluspol also ans Werkstück und den Minuspol an die Elektrode anzuschließen.

Bei wenigen speziellen Anwendungen wird in jüngerer Vergangenheit außerdem auch unter Wechselstrom geschweißt. Ein Beispiel für eine solche Spezialanwendung wäre das MIG-Schweißen von sehr dünnen Aluminiumblechen.

 

Das Zünden des Lichtbogens beim MIG/MAG-Schweißen

Nachdem der Brennerschalter betätigt wurde, setzt sich die Drahtelektrode in Bewegung. Das Stromrelais sorgt dafür, dass die Drahtelektrode den Strom führt. Gleichzeitig beginnt das Schutzgas, auszuströmen. Wenn die Werkstückoberfläche nun berührt wird, entsteht ein Kurzschluss.

Die hohe Stromdichte an der Spitze der Elektrode bewirkt, dass Material an der Kontaktstelle verdampft und der Lichtbogen zündet. Allerdings brennt der Lichtbogen zunächst nur recht schwach. Wurde die Geschwindigkeit der Drahtelektrode vergleichsweise hoch eingestellt, kann es deshalb passieren, dass der nachrückende Drahtwerkstoff den Lichtbogen gleich wieder erstickt.

In der Folge klappt das Zünden des Lichtbogens mitunter erst beim zweiten oder dritten Versuch. Besser ist daher, eine geringere Geschwindigkeit einzustellen, den Lichtbogen zu zünden und die Drahtförderrate erst dann auf die eigentliche Geschwindigkeit zu erhöhen, wenn der Lichtbogen stabil brennt. Bei modernen MIG-/MAG-Schweißanlagen gibt es hierfür eigenes eine Einstellung namens Einschleichgeschwindigkeit.

Gezündet werden sollte der Lichtbogen grundsätzlich immer in der Fuge und nur an Stellen, die direkt danach wieder aufgeschmolzen werden. Da sich örtlich erwärmte Stellen sehr schnell wieder abkühlen, besteht andernfalls die Gefahr, dass Risse entstehen, die von den nicht überschweißten Zündstellen ausgehen.

 

Das Führen des Brenners beim MIG/MAG-Schweißen

Der Brenner wird um etwa 10 bis 20 Grad in Schweißrichtung geneigt. Der Abstand zwischen dem Brenner und dem Werkstück (und damit zwischen dem freien Ende der Drahtelektrode und dem Ansatzpunkt des Lichtbogens) sollte ungefähr dem zehnfachen Drahtdurchmesser in Millimetern entsprechen. Wird der Brenner zu stark geneigt, besteht das Risiko, dass sich Luft in das Schutzgas hineinmischt.

Der Brenner kann entweder stechend oder schleppend geführt werden. Eine stechende Brennerführung kommt üblicherweise zur Anwendung, wenn mit Massivdrähten geschweißt wird. Wird mit schlackenführenden Fülldrähten gearbeitet, wird der Brenner normalerweise schleppend geführt.

Eine leicht schleppende Brennerführung ist außerdem beim Schweißen von Fallnähten (Position PG) bei dünneren Blechen Standard. Bei dickeren Blechen hingegen könnte es zu Bindefehlern kommen. Bindefehler, die durch vorlaufendes Schweißgut verursacht werden, können aber auch in anderen Positionen auftreten, wenn die Schweißgeschwindigkeit zu gering ist.

Um diesem Risiko entgegenzuwirken, sollte der Schweißer deshalb ein breites Pendeln vermeiden. Stattdessen bildet das offene Dreieck die übliche Pendelform. Einzige Ausnahme ist die Position PF, in der breit gependelt werden kann.  

 

Der Abschluss des Schweißvorgangs beim MIG/MAG-Schweißen

Ist das Ende der Schweißnaht erreicht, darf der Schweißer den Lichtbogen nicht einfach abschalten und den Schweißbrenner vom Endkrater wegziehen. Denn je dicker die verschweißten Bleche sind, desto tiefer können die Endkrater in den Schweißraupen sein. Besser ist, den Lichtbogen langsam vom Schmelzbad abzuziehen oder ein Endkraterfüllprogramm einzustellen, sofern die verwendete Schweißanlage über eine solche Einstellung verfügt.

Eine andere Möglichkeit ist, eine Einstellung zu wählen, durch die das Schutzgas eine gewisse Zeit lang nachströmt. Dadurch kann das noch flüssige Schweißgut ebenfalls unter der Abschirmung durch das Schutzgas erstarren. Dazu muss der Brenner aber die entsprechende Zeit lang am Ende der Schweißnaht verbleiben.

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