Übersicht – die Gase beim Schweißen

Übersicht: die Gase beim Schweißen 

Beim Schweißen kommen verschiedene Gase und Gasgemische zum Einsatz, wobei sie dann entweder als Schutzgase, als oxidierende Gase oder als Brenngase dienen. Bei den Gasen, die als Schutzgase bei Lichtbogenschweißprozessen verwendet werden, wird zwischen aktiven und inerten Gasen unterschieden.

Aktive Gase sind Gase, bei denen es zu einer chemischen Reaktion mit dem Schmelzbad kommt, während sich inerte Gase nicht verändern.

In der Autogentechnik findet Acetylen als standardmäßiges Brenngas bei allen Verfahren Anwendung. Bei Gasschmelzschweißverfahren wiederum wird üblicherweise mit einem Gasgemisch aus Acetylen und Sauerstoff gearbeitet.

Dabei ist die Gasflamme eine Art Universalwerkzeug, das entsprechend angepasst für nahezu alle Zwecke vom Erwärmen des Werkstücks bis hin zum Erstellen der Schweißnähte eingesetzt werden kann.

Welche Gase nun aber wann verwendet werden, wie die Gasversorgung realisiert wird und worauf es zu achten gilt, fasst die folgende Übersicht zusammen: 

Gasflaschen und deren Kennzeichnungen

Beim Schweißen erfolgt die Gasversorgung in vielen Fällen mithilfe von Druckgasflaschen. Einen ersten Hinweis darauf, welches Gas sich in der Flasche befindet, erhält der Schweißer durch die Farbe der Flaschenschulter.

Dabei gilt als allgemeine Regel, dass

·         inerte Gase und Gasgemische leuchtendgrün,

·         brennbare Gase und Gasgemische rot,

·         oxidierende, also entzündend wirkende Gase und Gasgemische hellblau und

·         korrosive Gase und Gasgemische gelb

gekennzeichnet sind.

Durch die farbliche Kennzeichnung ergibt sich aber nicht nur ein schon von Weitem sichtbarer Hinweis auf den Flascheninhalt, sondern auch eine erste Information über mögliche Risiken, etwa die Erstickungsgefahr bei inerten Gasen.

Allerdings reichen die vier genannten Farben nicht aus, um die Gase, die in der Schweißtechnik gebräuchlich sind, voneinander zu unterscheiden. Aus diesem Grund wurden im Rahmen der Norm EN 1089-3 weitere Farben für die Kennzeichnung von Gasen und Gasgemischen definiert.

Die Farbcodierung von Gasflaschen gibt Auskunft über deren Inhalt und mögliche Gefährdungen. Trotzdem ist die farbliche Kennzeichnung nur als zusätzliche Information zu verstehen.

Verbindliche Auskunft gibt nämlich nur der Gefahrgutaufkleber, der auf jeder Gasflasche vorhanden sein muss. Dabei enthält ein Gefahrgutaufkleber verschiedene Informationen.

Hierzu gehören die Produktbezeichnung des Herstellers, die Zusammensetzung des Gases und die vollständige Gasbezeichnung gemäß der Gefahrgutverordnung.

Außerdem findet sich der Gefahrzettel auf dem Gefahrgutaufkleber, wobei in diesem Zusammenhang drei Gefahrzettel eine Rolle spielen:

1.       Ein roter Gefahrzettel mit einer Flamme als Piktogramm steht für brenn- und entzündbare Gase.

2.       Ein grüner Gefahrzettel mit einer Gasflasche kennzeichnet nicht brennbare und nicht entzündliche Gase.

3.       Ein gelber Gefahrzettel mit einer Flamme über einem Kreis markiert entzündend wirkende Stoffe.

Weitere Angaben auf dem Gefahrgutaufkleber sind die EWG-Nummer bei reinen Gasen oder das Wort Gasgemisch bei Gemischen, Risiko- und Sicherheitshinweise sowie Hinweise und die Kontaktdaten des Herstellers.

Beim Arbeiten mit einer Gasflasche spielt aber auch der Druckminderer eine nicht unerhebliche Rolle. Der Druckminderer hat die Aufgabe, den Vordruck auf den benötigten Betriebsdruck zu senken und den Betriebsdruck anschließend konstant zu halten.

Je nach Vordruck in der Druckgasflasche und je nach Gasart muss ein geeigneter Druckminderer ausgewählt werden. Bei Sauerstoff ist zudem wichtig, dass der Druckminderer nicht mit Ölen oder Fetten in Kontakt gekommen ist.

Tabelle: die Gase beim Schweißen

Während beim WIG-Schweißen immer mit inerten Schutzgasen gearbeitet wird, sind sie beim MSG-Schweißen nur beim Fügen von Nichteisenmetallen üblich. In diesem Fall wird dann vom MIG-Schweißen gesprochen.

Inerte Gase werden aber auch für den Wurzelschutz bei sehr empfindlichen Metallen wie beispielsweise Titan eingesetzt. Das MAG-Schweißen wiederum, bei dem Kohlendioxid oder Gasgemische zum Einsatz kommen, eignet für nahezu alle Stähle.

Die Gruppen aus Gasgemischen werden dabei nach ihrer oxidierenden Wirkung angeordnet, wobei ein Schutzgas umso oxidierender wirkt, je größer sein Kohlendioxid- oder Sauerstoffanteil ist.

Reaktionsträge Gase mit Stickstoffanteilen sowie Gemische aus Argon und Wasserstoff, die eine reduzierende Wirkung haben, finden vorrangig für den Wurzelschutz Verwendung.

Geordnet nach Schweißprozessen und Werkstoffen sieht eine tabellarische Übersicht zu den Schutzgasen beim Schweißen somit wie folgt aus: 

Argon und Helium sind inerte Gase und gehören zur Hauptgruppe I. Kohlendioxid ist der Hauptgruppe C zugeordnet und ein aktives Gas. Die Gasgemische aus Argon und Sauerstoff oder Kohlendioxid, ebenfalls aktive Gase, werden in die Hauptgruppe M eingeordnet, wobei das M für Mischgas steht.

Weitere Gruppen bilden reaktionsträge Gase mit der Gruppe N und reduzierende Gase mit der Gruppe R. Auch die Gase der Gruppen N und R sind aktive Gase.

Normbezeichnungen der Schutzgase (EN ISO 14175)

Die international gebräuchliche Klassifikation hilft, Flaschenetiketten richtig zu lesen und geeignete Gase auszuwählen.

Ein paar häufige Kürzel aus der Praxis:

• I-Gruppe (Inert): I1 = Argon, I2 = Helium, I3 = Ar/He-Gemische.
• C-Gruppe (CO₂-basiert, aktiv): C1 = 100 % CO₂.
• M-Gruppe (Mischgase, aktiv): M12 = Ar + 0,5–5 % O₂ (feiner, glatter Lichtbogen), M21 = Ar + 15–25 % CO₂ (robust, universell für Stahl).

Diese Kürzel findest du auf dem Gefahrgutaufkleber – sie sind die verlässliche Referenz, wenn Farbhinweise einmal nicht eindeutig sind.

Gasdurchfluss: Richtwerte, die in der Halle funktionieren

Die richtige Liter-pro-Minute (l/min) hängt ab von Düsengeometrie, Drahtdurchmesser, Stromstärke, Zugluft und Position (PA/PE).

Als Startwerte, die du im Job schnell triffst:

• WIG (TIG): 6–12 l/min (Argon). Bei Gaslinse oft stabil mit 6–8 l/min.
• MIG/MAG: 10–18 l/min (Ar-basierte Mischgase); bei CO₂ pur eher 12–20 l/min.
• Helium-haltige Gase: +30–50 % Durchfluss gegenüber Argon (geringere Dichte).
• Wurzelschutz/Purging: Anfangs 15–25 l/min zum Spülen, danach Haltefluss 2–6 l/min (je nach Volumen des Bauteils).

Tipp: Vorströmzeit 0,2–0,6 s (WIG) bzw. 0,3–0,8 s (MIG/MAG); Nachströmzeit beim WIG für Wolfram- und Nahtschutz 5–12 s – bei Edelstahl/Titan eher länger.

Gasreinheit, Feuchte & Oberflächenbild

Reaktiv empfindliche Werkstoffe reagieren sofort auf Sauerstoff/Feuchte.

• Argon-Reinheit: Für WIG an Edelstahl/Alu bewährt sich Ar 4.6 (99,996 %). Für MIG/MAG reichen in der Regel 4.5-Qualitäten.

• Dew-Point/Feuchte: Feuchte Gase oder Leitungen → Porenbildung. Trockene Leitungen, kurze Standzeiten und dicht sitzende Schlauchpakete zahlen sich aus.

• Wurzelschutz – Rest-O₂:
  • Edelstahl: < 50–100 ppm für metallisch helle/braun-gelbe Anlassfarben statt dunkelblau/schwarz.
  • Titan/Nickel: strenger – < 10–50 ppm; ohne Messgerät (Rest-O₂-Sensor) geht hier schnell Qualität verloren.

• Formiergas (meist N₂/H₂ 95/5): reduzierend, schützt zuverlässig die Wurzel – nicht für ferritische Stähle geeignet, wenn H₂-Eintrag kritisch ist.

Typische Mischungen & wo sie glänzen

Ein schneller Kompass für die gängigen Anwendungen:

Unlegierte/Niedriglegierte Stähle (MAG)

• • M21 (z. B. Ar/CO₂ 82/18): sehr verbreitet; guter Einbrand, toleranter Lichtbogen, ordentliche Spaltüberbrückung.
  • C1 (100 % CO₂): robust, günstig; mehr Spritzer, gröbere Nahtoberfläche.
  • M12 (z. B. Ar/O₂ 98/2): ruhiger Lichtbogen, schöne Nahtflanken, etwas weniger Toleranz auf verschmutzte Kanten.

Hochlegierte Stähle/Edelstahl

• • Ar + 1–3 % CO₂ oder Ar + 1–2 % O₂ (MAG): saubere Benetzung, weniger Chromoxidation als bei CO₂-reichen Mischungen.
  • WIG: reines Argon; Ar/H₂ 95/5 möglich (schneller, glänzende Oberfläche) – nicht bei ferritischen/martensitischen Stählen.

Aluminium & NE-Metalle

• • WIG AC: Argon; bei dicken Querschnitten Ar/He-Gemische für mehr Wärmeeintrag.
  • MIG: Argon oder Ar/He; Heliumanteil bringt Einbrand bei starken Materialdicken, ist aber kostenintensiv.

Duplex/Superduplex

• • N₂-Zusätze im Schutzgas (oder im Formiergas) stabilisieren die Austenitbildung – relevant für Zähigkeit und Korrosionsverhalten.

Fehlerbilder lesen: Was das Gas dir sagt

• Viele Spritzer, kraterige Oberfläche (MAG) → Mischgas prüfen: Zu viel CO₂, zu wenig Durchfluss, falsche Brennerhaltung. Wechsel auf M21 mit niedrigem CO₂-Anteil oder M12 kann beruhigen.

• Poren → Leckagen, zu feuchte Gaswege, verschmutzte Drahtführung oder falsche Vorströmzeit. Lecksuchspray nutzen, Drahteinzug und Spule trocken halten.

• Anlassfarben innen (Wurzelseite) → Formiergas-Fluss oder Dichtungen (Formierstopfen, Klebeband) prüfen; Rest-O₂ messen.

• Wolfram-Einschlüsse (WIG) → Gaslinse/Durchfluss/Elektrodenvorstand checken; Nachströmzeit erhöhen.

Sicherheit & Handling (lohnt immer einen Blick)

• Rückschlagventile/Flammensperren an Brenngas- und Sauerstoffseiten (Autogen) verwenden.

• Acetylen-Entnahme: Dauerentnahme ≤ 1/7 des Flascheninhalts (sonst Acetonmitriss, instabiler Brenner).

• O₂ & Fett: Regler/Anschlüsse strikt fettfrei halten – Explosionsgefahr.

• Transport & Lagerung: Flaschen aufrecht, gegen Umfallen gesichert, Ventilschutzkappe drauf, fern von Wärmequellen; Lecktest nach jedem Flaschenwechsel.

• Versorgung wählen: Einzel-/Wechselflaschen (flexibel), Flaschenbündel (hoher Durchsatz), Flüssig-Argon/Stickstoff (großer Verbrauch, Kosten pro m³ oft günstiger).

Prozessnah feinjustiert: Kleine Stellhebel, große Wirkung

• Gasdüse & Abstand: Größere Düsen bei Zugluft, Gaslinse für laminare Strömung (WIG).
• Brennerhaltung: 10–15° Schubwinkel (MIG/MAG) reduziert Poren durch bessere Schutzgasabdeckung.
• Parameterwechsel dokumentieren: Düse/Durchfluss/Nahtlage in der WPS (Welding Procedure Specification) festhalten – wiederholbare Qualität spart Nacharbeit.

Schnellüberblick: Auswahl nach Werkstoff & Aufgabe

• Stahl universell → M21 (Ar/CO₂ ~82/18) als robuster Allrounder.
• Edelstahl sichtbar/optisch → M12 (Ar/O₂) oder Ar + 1–3 % CO₂; Wurzelschutz mit Formiergas 95/5.
• Alu dünn → Argon; dick → Ar/He.
• Titan/Nickel → Argon (hochrein), strenger Rest-O₂ beim Purgen.
• Fülldraht → FCAW-S (eigen-geschützt, kein Gas), FCAW-G (mit M21/M12).

Kosten & Verfügbarkeit mitdenken

Helium treibt die Kosten – setze es gezielt für Dicke/Wärmeeintrag ein. CO₂ ist günstig, aber oft mehr Nacharbeit.

Prüfe Gasverbrauch pro Meter Naht: Ein etwas teureres Mischgas mit sauberem Lauf kann unterm Strich günstiger sein.

Mini-Checkliste für die Werkbank

• Gefahrgutaufkleber prüfen (Bezeichnung, ISO-Code, Mischung).
• Dichtheitstest nach Flaschenwechsel.
• Vor-/Nachströmzeit passend einstellen.
• WPS-Werte einhalten, Änderungen vermerken.
• Wurzelschutz messen statt raten (ppm).

Mehr Anleitungen, Ratgeber und Tipps:

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Inhaber bei Artdefects Media Verlag

Rudolf Bozart, - Schweißfachingenieur, Gerd Meinken - Schweißwerkmeister, Thorsten Kamps,Schweißer, Coautor und Buchautor und Christian Gülcan Unternehmer und Betreiber der Webseite, 2 Jahre Vertrieb von Dienstleistungen in Mechanik- und Mettallbearbeitung, schreiben hier alles Wissenswerte zu Schweißtechniken und Schweißverfahren, geben Tipps und Anleitungen zu Berufen, Schweißgeräten, Materialkunde und Weiterbildung.

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