Ratgeber zum WIG-Schweißen, Teil I

Ratgeber zum WIG-Schweißen, Teil I 

Das Wolfram-Intergasschweißen, kurz WIG-Schweißen, hat seine Wurzeln in den USA. Dort wurde es Mitte der 1930er-Jahre bekannt, seinerzeit unter dem Namen Argonarc-Schweißen.

Heute wird das Schweißverfahren im englischsprachigen Raum mit TIG abgekürzt, wobei das T für Tungsten steht. Tungsten ist die englische Bezeichnung für Wolfram.

In Deutschland verbreitete sich das WIG-Schweißen erst nach dem Zweiten Weltkrieg. Seitdem ist es aus der Fügetechnik aber kaum wegzudenken. Dies liegt daran, dass das WIG-Schweißen einige entscheidende Pluspunkte bietet. So ist das Schweißverfahren universell anwendbar. Jeder metallische Werkstoff, der grundsätzlich für eine Schmelzschweißung geeignet ist, kann mittels WIG-Schweißen gefügt werden.

Gleichzeitig gehört das WIG-Schweißen zu den sauberen Schweißverfahren, denn es entstehen kaum Spritzer und es werden nur wenige Schadstoffe erzeugt. Richtig angewendet, ermöglicht das WIG-Schweißen sehr solide Schweißverbindungen in höchster Qualität. Vergleichen mit anderen Schweißverfahren, die ebenfalls abschmelzende Elektroden nutzen, bietet das WIG-Schweißen als weiteren Vorteil, dass die Stromstärke und die Zugabe des Schweißzusatzes voneinander unabhängig sind.

Der Schweißer kann folglich den Schweißstrom optimal auf die Schweißarbeit abstimmen und je nach Bedarf entscheiden, wie viel Schweißzusatz er hinzufügt. Dadurch wiederum ist das WIG-Schweißen prädestiniert, wenn es darum geht, Wurzellagen oder in Zwangshaltungen zu schweißen.

Die vielen Pluspunkte haben dazu beigetragen, dass das WIG-Schweißen heute sowohl in der Industrie als auch im Handwerk weit verbreitet und sehr geschätzt ist.

Allerdings setzt das Schweißverfahren Praxiswissen, Übung und Erfahrung voraus. In einem ausführlichen Ratgeber zum WIG-Schweißen möchten wir Grundwissen vermitteln und die Besonderheiten des Verfahrens aufzeigen. Natürlich gibt es dabei auch den einen oder anderen Tipp für die Schweißpraxis.

Hier ist also Teil I:

Die Durchführung des Verfahrens: Auswahl des Schweißzusatzes

Beim WIG-Schweißen wird meist ein stabförmiger Schweißzusatz verwendet. Nur wenn vollmechanisch geschweißt wird, führt ein Vorschubwerk den Schweißzusatz als Draht zu. Der Schweißzusatz stimmt im Normalfall mit dem Grundwerkstoff überein. In diesem Fall wird auch von einem artgleichen Schweißzusatz gesprochen.

Es kann aber vorkommen, dass ein Schweißzusatz ausgewählt werden muss, der kleine Unterschiede zum Grundwerkstoff aufweist. Dies kann beispielsweise dann der Fall sein, wenn der Kohlenstoffgehalt möglichst niedrig gehalten werden muss, um Risse zu vermeiden. Ein Schweißzusatz, der leicht vom Grundwerkstoff abweicht, wird als artähnlicher Schweißzusatz bezeichnet.

Sollen bestimmte Werkstoffe wie beispielsweise C-Stähle, die per se schwer zu schweißen sind, gefügt werden, kann es auch notwendig sein, auf einen artfremden Schweißzusatz zurückzugreifen.

Die Schweißstäbe sind üblicherweise 1.000 Millimeter lang, werden in Bünden geliefert und sind in unterschiedlichen Durchmessern erhältlich. Dabei muss der Durchmesser des Schweißzusatzes passend zur Schweißarbeit ausgewählt werden. Die beiden wichtigsten Kriterien in diesem Zusammenhang sind die Dicke des Grundwerkstoffs und der Durchmesser der Wolframelektrode.

Die Durchführung des Verfahrens: Bestimmung der Schutzgasmenge

Die Menge an Schutzgas wird als Volumenstrom in Litern pro Minute eingestellt. Dabei bestimmt sich der Volumenstrom nach der Größe des Schmelzbades und hängt somit vom Durchmesser der Elektrode, dem Durchmesser der Gasdüse, dem Abstand zwischen der Düse und der Oberfläche des Grundwerkstoffs, der Umgebungsluft und dem verwendeten Schutzgas ab.

Als Faustregel gilt, dass die Schutzgasmenge bei fünf bis zehn Litern Schutzgas pro Minute liegen sollte, wenn Argon als Schutzgas verwendet wird und der Durchmesser der Wolframelektrode ein bis vier Millimeter beträgt.

Die Durchflussmenge kann durch Manometer gemessen werden. In diesem Fall ermitteln die Manometer den Druck, der sich proportional zur Durchflussmenge vor einer integrierten Staudüse aufbaut.

Abgelesen werden kann der Wert über eine Skala, die auf Liter pro Minute geeicht ist. Eine genauere Messung ermöglichen Messgeräte mit Glasröhrchen und Schwebekörpern, die direkt innerhalb des Gasstromes messen, wie viel Schutzgas zum Brenner strömt.

Die Durchführung des Verfahrens: Vorbereitung der Werkstückoberfläche

Um ein ordentliches und solides Schweißergebnis erzielen zu können, müssen die Werkstückoberfläche und die Fugenflanken gründlich gereinigt werden. Die Oberflächen sollten metallisch blank und sämtliche Fett-, Schmutz- Farb- und Rostrückstände entfernt sein. Sofern möglich, sollten Zunderschichten ebenfalls beseitigt werden.

Für eine gründliche Säuberung reicht es vielfach aus, die Oberflächen gut abzubürsten. Vor allem bei korrosionsbeständigen Werkstoffen sollten aber ausschließlich Bürsten aus nichtrostendem Stahl zum Einsatz kommen. Andernfalls besteht die Gefahr, dass winzige Eisenteilchen in die Oberfläche eingebracht werden, die Rost verursachen.

Genügt das Bürsten nicht, müssen die Oberflächen abgeschliffen oder mechanisch bearbeitet werden. Um Poren vorzubeugen, ist es dabei bei Aluminium besonders wichtig, dickere Oxidschichten zu entfernen. Um die Oberflächen zu reinigen und zu entfetten, bieten sich entsprechende Lösungsmittel an. Auf chlorhaltige Lösungsmittel sollte aber möglichst verzichtet werden, denn sie können giftige Dämpfe verursachen.

Die Durchführung des Verfahrens: Zündung des Lichtbogens

Grundsätzlich sollte der Lichtbogen nie auf dem Grundwerkstoff, außerhalb der Fuge gezündet werden. Am Anfang des Schweißprozesses kühlt der erhitzte Grundwerkstoff an der Zündstelle durch die kalten Massen, die ihn umgeben und ihm die Wärme entziehen, nämlich sehr schnell wieder ab.

Diese schnelle Abkühlung kann Aufhärtungen, Poren und Risse zur Folge haben. Um der raschen Abkühlung entgegenzuwirken, sollte der Lichtbogen direkt am Anfangspunkt der Schweißnaht gezündet werden. Dadurch schmelzen sowohl die Zündstelle als auch eventuell entstandene Lücken sofort wieder auf.

Eine Berührungszündung direkt auf dem Grundwerkstoff kann außerdem dazu führen, dass Wolfram in das Schweißgut gelangt. Da Wolfram einen sehr hohen Schmelzpunkt hat, schmilzt es nicht auf. Dies wird später im Durchstrahlungsfilm sichtbar, denn Wolfram absorbiert die Röntgenstrahlen stärker. Deshalb erscheint hier eine helle Stelle.

Die sogenannte Kontaktzündung kommt eigentlich nur dann in Frage, wenn ein älteres Schweißgerät ohne Hochspannungsimpulszündung verwendet wird. Bei einer Kontaktzündung erfolgt das Zünden des Lichtbogens auf einem Kupferplättchen, das in eine Fuge unweit des Schweißnahtbeginns eingelegt wird. Von dieser Stelle aus wird der Lichtbogen anschließend zum geplanten Anfangspunkt der Schweißnaht gezogen.

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