1.WIG-Verfahren (Wolfram Inert Gas)

Beim WIG-Verfahren wird ein unter dem Schutz eines inerten Gases brennender Lichtbogen als Wärmequelle benutzt. Als Elektrode verwendet man reine Wolframstäbe oder mit Rhenium bzw. Thorium legierte Wolframstäbe. Das Schutzgas besteht aus Argon, Helium oder Argon-Helium-Gemischen mit einer Mindestreinheit von 99,95 %. Das Schutzgas erfüllt hierbei mehere Aufgaben. Es schützt die hocherhitzte Wolfram-Elektrode vor der Oxydation durch den Luftsauerstoff, kühlt dieselbe und ermöglicht die Bildung eines stabilen Lichtbogens. Gleichzeitig sind das flüssige Schmelzbad und der abschmelzende Zusatzdraht vor der Luftatmosphäre geschützt. Der Zusatzwerkstoff wird bei der WIG-Schweißung stromlos seitlich in den Lichtbogen eingeführt. Als Zusatzmaterial werden Stäbe von 1 m Länge für das Handschweißen und auf Rollen gespulte Drähte für das maschinelle WIG-Schweißen verwendet. Bei Kohlenstoff-Stählen sowie niedrig- und hochlegierten Stählen wird fast ausschließlich mit Gleichstrom, Minuspol an der Elektrode, geschweißt. Aus der nachfolgenden Tabelle ist zu ersehen, wie hoch die Wolfram-Elektroden, je nach Durchmesser, belastet werden können:

Der Anwendungsbereich erstreckt sich auf das Schweißen von dünnen Blechen aus unlegierten bis hochlegierten Qualitäten und auf die hochwertige Wurzelschweißung an dickeren Blechen und Rohren aus den vorgenannten Werkstoffen.

2. MIG/MAG-Verfahren (Metall Inert Gas/Metall Aktiv Gas)

Das MIG/MAG-Verfahren ist eine maschinelle Schutzgasschweißung, bei der ein Metalllichtbogen zwischen der stromführenden Drahtelektrode und dem Werkstück unter Schutzgas brennt. Als Elektrode dient der maschinell von einer Rolle zurückgeführte Draht, der im eigenen Lichtbogen abschmilzt. Als Schutzgase werden beim MIG-Verfahren Argon, Helium oder Gemische aus diesen Gasen verwendet. Beim MAG-Verfahren kommen Schutzgase aus Argon mit Sauerstoffzusatz, Helium mit Sauerstoffzusatz , Kohlendioxyd (CO2) oder Gemische aus vorgenannten Gasen zur Anwendung. Das Schutzgas ermöglicht die Bildung eines stabilen Lichtbogens und schützt das flüssige Schmelzbad vor dem Zutritt der atmosphärischen Luft. Der Sauerstoffzusatz zu den Schutzgasen vermindert die Oberflächenspannung des Schmelzbades und führt zur Ausbildung einer flacheren Nahtoberfläche und guten Übergängen zu den Nahtflanken. Außerdem wird der Werkstoffübergang im Lichtbogen feintropfiger. Die entstehenden Abbrände der Legierungsbestandteile werden durch entsprechende Überlegierung der Zusatzdrähte ausgeglichen. Es ist unbedingt darauf zu achten, dass die Schweißstelle frei von Zugluft ist. Bei hohen Schweißgeschwindigkeiten und schnellem Pendeln muss man durch entsprechende Schutzgasmengen und Düsenformen für eine vollkommene Abschirmung des flüssigen Schmelzbades mit Schutzgas Sorge tragen. Als Stromquelle kommen nur Gleichstromumformer und Gleichrichter in Betracht, wobei vorwiegend der Pluspol an der Elektrode liegt. Das Schweißen mit Minuspol an der Elektrode erhöht zwar die Abschmelzleistung, der Tropfenübergang ist jedoch größer und der Lichtbogen unruhig. Je nach Höhe der Lichtbogenspannung beim MIG/MAG-Verfahren unterscheidet man das Schweißen mit Sprühlichtbogen (Spray-arc) und mit Kurzlichtbogen (Short-arc).

Die Schweißungen mit dem Sprühlichtbogen werden vorwiegend mit Drähten eines Durchmessers von 1.0-1.6 mm, z.T. auch mit 0.8 und 2.4 mm durchgeführt. Das Hauptanwendungsgebiet liegt bei normalen Verbindungsschweißungen von Werkstücken < 4 mm und auf dem Gebiet der Auftragschweißung. Die kleineren Drahtdurchmesser bringen trotz des höheren Drahtpreises wirtschaftliche Vorteile, da sich infolge der höheren spezifischen Strombelastung der Drahtelektrode (bis zu 300 A/mm²) die Abschmelzleistung bei gleicher Stromstärke und Lichtbogenspannung merklich erhöht. Mischgase bewirken allgemein feintropfigeren Materialübergang und dadurch verbesserte Stabilisierung des Lichtbogens sowie verringerte Spritzerbildung. Das Spritzen kann außerdem noch durch Einhaltung der unteren Grenzwerte für die Lichtbogenspannung verringert werden.

Nachstehende Tabelle enthält Richtwerte für Stromstärken, Drahtvorschub und Abschmelzleistung bei verschiedenen Drahtdurchmessern für Kohlenwasserstoff- und niedriglegierte Stähle. Beim Handschweißen wählt man Mittelwerte, beim maschinellen Schweißen dagegen die höheren Werte. Bei austenitischen Schweißdrähten ist die Stromstärke 10-15% niedriger einzustellen.

Eine Erweiterung der Anwendung beim Schweißen mit dem Sprühlichtbogen ist das Schweißen mit Zusatz von stromlosem Kabeldraht. Dem Lichtbogen wird ein zweiter stromloser Draht der Abmessung 1.6 mm oder 2.4mm Durchmesser seitlich zugeführt. Die Abschmelzleistung wird bis zu 80 % erhöht, die Abbrandverluste und der Einbrand werden wesentlich verringert. Dies ist bei Auftragsschweißungen von Vorteil, vor allem bei der Schweißplattierung unlegierter bzw. niedriglegierter Grundwerkstoffe mit hochlegierten Schweißzusatzwerkstoffen. Durch die geringe Aufmischung mit dem Grundwerkstoff lässt sich schon bei kleinen Schichtdicken der volle Legierungsgehalt erreichen. Auch beim Auffüllen großer Nahtquerschnitte hat sich dieses Verfahren bewährt. Das Schweißen mit dem Kurzlichtbogen erfolgt unter Verwendung von Drähten eines Durchmessers von 0.8 - 1.0 mm . Dieses Verfahren erfordert den Einsatz geeigneter Stromquellen mit veränderlicher Leerlaufspannung und z.T. auch mit veränderlicher Kennlinie. Die Lichtbogenspannung liegt je nach Drahtdurchmesser zwischen 14 und 22 Volt bei Stromstärken von 60 bis 200 A.

Infolge des wesentlich kälteren Schweißbades lassen sich dünne Bleche ab 0.8 mm Dicke einwandfrei verschweißen. Wegen der ausgezeichneten Spaltüberbrückung und glatten Ausbildung der Wurzelrückseite findet dieses Verfahren auch für die Wurzelschweißung größerer Wanddicken und für die Zwangslagenschweißung Verwendung. Die Wahl des Schutzgases wird durch die Legierung der zu verschweißenden Werkstoffe und die Anforderungen, die man hinsichtlich Nahtgüte und Spritzerfreiheit stellt, bestimmt. Schweißkohlensäure wird vorwiegend für das Verschweißen unlegierter Baustähle und für Verschleißpanzerungen benutzt. Die Spritzerbildung läßt sich durch geeignete Zusatzdrähte und Schweißbedingungen (spezifische Strombelastung, Brennerführung) auf ein Mindestmaß beschränken. Der tiefe Einbrand gestattet einwandfreies Durchschweißen von Blechen bis zu ca. 12 mm Dicke ohne Kantenabschrägung mit Luftspalt und beidseitiger Schweißung. Mischgase werden für das Schweißen unlegierter und niedriglegierter Stähle, z.B. warmfester Stähle im Kessel- und Rohrleitungsbau, bevorzugt verwendet. Die hohe Nahtgüte, guter gleichmäßiger Einbrand und weitgehende Spritzerfreiheit erfüllen die Anforderungen, die an hochwertige Schweißungen gestellt werden.

Argon mit Sauerstoffzusatz von 1-5 % wird vor allem für das Schweißen von hochlegierten ferritischen und austenitischen Zusatzwerkstoffen eingesetzt. Im Vergleich zu Mischgasen und Schweißkohlensäure sind die Abbrandverluste der Legierungsbestandteile niedriger, der Werkstoffübergang ist sehr feintropfig und nahezu spritzerfrei.

Weitere Verfahren finden Sie auf www.cloos.de