WIG TIG Schweißen
Das WIG Schweißverfahren (Wolfram- Inert-Gasschweißen)
Beim WIG Schweißen liegt ein Pol der Stromquelle an einer sogenannten Wolframelektrode, der gegensätzliche Pol am Werkstück an. Wolframelektroden werden auch Wolframnadeln oder WIG-Nadeln genannt. Die Wolframelektrode ist ein nicht abschmelzender Lichtbogenträger und Stromleiter. Zum Thema Wolframelektroden haben wir einen eigenen Leitfaden verfasst. Durch die Schutzgasdüse des WIG-Brenners strömen inerte Gase um die Wolframelektrode, das Schmelzbad und das schmelzflüssige Ende vom Schweißdraht, um diese von der Atmosphäre abzuschirmen und somit eine Oxidation zu verhindern.
Stromart und Polarität an der Wolframelektrode bestimmen, welche Grundwerkstoffe verschweißt werden können. Die Folgende Tabelle gibt Aufschluss über die Einsatzgebiete:
| Grundwerkstoff | Wechselstrom | Gleichstrom | Verwendete Schutzgase | ||
|---|---|---|---|---|---|
| + | - | Helium | Argon | ||
| Aluminium und Aluminiumlegierungen | X | X | X | ||
| Hochlegiert(z.B.: Edelstahl) | X | X | |||
| Un- und niedriglegiert(z.B.: Baustahl) | X | X | |||
| Kupfer und Kupferlegierungen | X | X | X | ||
| Nickel und Nickellegierungen | X | X | X | ||
Der Schweißzusatz bzw. Schweißdraht beim WIG-Schweißen wird manuell oder auch automatisch zugeführt. Standardmäßig liegt dieser aber stabförmig vor mit einer Länge von 1000mm. Eine Prägung des Drahtes erfolgt durch die Einstanzung der Werkstoffnummer oder einer Normbezeichnung. Dies verhindert Verwechslungen und ist weiterhin ein Qualitätsmerkmal. Schweißstäbe gibt es in verschiedenen Längen und Ausführungen jedoch werden für gewöhnlich runde Stäbe mit einer Länge von 1000 mm verschweißt.
Schweißen mit Gleichstrom
Aus der oben gezeigten Tabelle wird ersichtlich, dass die meisten Grundwerkstoffe bei negativ gepolter Wolframelektrode und Gleichstrom verschweißt werden. Die Elektronen fließen vom negativen (Wolframelektrode) zum positiven (Werkstück) Pol. Dadurch entstehen am Werkstück die höheren Temperaturen als an der Wolframelektrode, wodurch diese spitz angeschliffen werden und einen stabilen Lichtbogen halten kann.
Schweißen mit Wechselstrom
Aluminium mit negativer Elektrodenpolarität zu verschweißen ist unmöglich, weil die entstehende Energie des Lichtbogens nicht ausreicht, um die Oxidschicht aufzubrechen.
Beim WIG-Schweißen von Leichtmetallen, wie zum Beispiel Aluminium, nutzt man also Stromquellen, welche Wechselstrom liefern. Während des (+) Zykluses wird die Oxidschicht vom Grundmaterial und vom Zusatzwerkstoff entfernt. Im (-) Zyklus wird der Grundwerkstoff erhitzt und die Wolframelektrode kühlt sich wieder ab.
Auswahl des richtigen Durchmessers und der Stromstärke
Die folgenden Tabellen geben eine grobe Richtung und Erklärung zur Wahl des richtigen Durchmesser und der einzustellenden Stromstärke
| Blechdicke bis mm | Schweißdraht bis mm | Wolframelektrode bis mm | Gasdüsengröße Nr. |
|---|---|---|---|
| 1,0 | 1,6 | 1,0 | 4 |
| 2,0 | 2,0 | 1,6 | 4-6 |
| 3,0 | 2,5 | 1,6 | 6 |
| 5,0 | 3,2 | 2,4 - 3,0 | 6-8 |
| 8,0 | 4,0 | 3,0 - 4,0 | 8-10 |
| Wolframelektrode Durchmesser in mm | Gleichstrom ( - ) Ampere | Gleichstrom ( + ) Ampere | Wechselstrom Ampere | |||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Rein Wolfram | Oxidzusatz | Rein Wolfram | Oxidzusatz | Rein Wolfram | Oxidzusatz | |
| 1,0 | - | - | ||||
| 1,6 | 40-130 | 60-160 | 45-90 | 60-125 | ||
| 2,0 | 75-180 | 100-200 | 65-125 | 85-160 | ||
| 2,4 | 120-220 | 150-250 | 80-140 | 120-210 | ||
| 3,2 | 160-310 | 225-330 | 150-190 | 150-250 | ||
| 4,0 | 275-450 | 350-480 | 180-260 | 240-350 | ||
| 6,4 | 575-900 | 750-1000 | 325-450 | 450-600 | ||
Aus der Tabelle wird ersichtlich, dass im Handwerksbereich in eher seltenen Fällen Elektroden mit einem größeren Durchmesser als 2,4 mm benötigt werden, da die meisten Bauteile eher geringere Blechdicken aufweisen. Die zu wählende Stromstärke ist außerdem abhängig vom Grad des Anschliffwinkels. Je Spitzer der Anschliffwinkel umso höher wird die Stromstärke.
Vorteile und Nachteile des WIG Schweißverfahrens.
Zu den Vorteilen im WIG Verfahren zählt unter anderem die Tatsache, dass beim WIG-Schweißen kaum Spritzer entstehen und somit ein höchst sauberes Arbeiten ermöglicht wird.
Auch die Bildung von gesundheitsschädlichen Gasen fällt weitestgehend weg. Für den Schweißer während der Anwendung natürlich ein großer Vorteil. Durch den Einsatz von inerten Gasen, wie Argon und Helium, entsteht keine Schlacke. Auf Grund von nur kurzer Hitzeeinwirkung auf den zu verschweißenden Grundwerkstoff, ist dieser auch kaum für Verformungen anfällig.
Der große Nachteil im Vergleich zur ummantelten Schweißelektrode ist, dass das WIG-Schweißen sehr anfällig für Arbeiten im Freien ist. Durch natürliche Einwirkungen wie Winde, kann das austretende Schutzgas verweht werden. Das Resultat ist eine verstärkte Oxidation der Schweißnaht, welche sich ebenfalls negativ und nachhaltig auf die Haltbarkeit und Qualität der Naht auswirkt.