Die Wolframelektrode / WIG-Nadel

Wer mit dem WIG Schweißverfahren Metalle verbinden möchte, kommt nicht um den Einsatz einer Wolframelektrode herum. Wolframelektroden gibt es in verschiedenen Varianten, Farben und Durchmessern. Wie es bereits der Name verrät bestehen diese hauptsächlich aus dem Element Wolfram auf Grund dessen hohen Schmelzpunktes von ca. +3400°C. Die Elektroden unterscheiden sich zum Beispiel zwischen den verschiedenen Oxidzusätzen wie zum Beispiel Cer und Lanthan, welche die am häufigsten verwendeten Elektrodentypen sind und auch den Einsatzgebieten so wie den spezifischen Eigenschaften der jeweiligen Wolframelektrode. Am häufigsten werden die WIG Nadeln WL-15 Gold und WC-20 Grau im Einsatz verwendet. Beide Typen bieten hervorragende Eigenschaften und ermöglichen Schweißarbeiten mit Gleich- und Wechselstrom.

Die Folgende Tabelle gibt Aufschluss über die einzelnen Typen von Wolframelektroden:

Bezeichnung Oxidzusatz Wechselstrom Gleichstrom Einsatzgebiete
WL-10 Schwarz 1,0% Lanthan LaO2 X X Universal einsetzbar. Un- und hochlegierte Stähle, Titan-, Nickel-,Kupfer-, Aluminium- & Magnesiumlegierungen. Erste Wahl im Niederstrombereich. Sehr gute und hohe Zündfähigkeiten. Guter Ersatz für thorierte Elektroden.
WL-15 Gold 1,5% Lanthan LaO2 X X
WL-20 Blau 2,0% Lanthan LaO2 X X
WC-20 Grau 2,0% Cer CeO2 X X Universal einsetzbar. Ähneln dem Verhalten von thorierten Elektroden sind jedoch nicht radioaktiv und somit zu bevorzugen. Ceroxid bewirkt gute Zünd- u. Wiederzündeigenschaften. Zu empfehlen im mittleren bis hohen Strombereich. Un- und hochlegierte Stähle, Titan-, Nickel-,Kupfer-, Alu- & Magnesiumlegierungen.
WT-10 Gelb 1,0% Thorium ThO2 X X Auf Grund von Thoriumzusätzen sind diese Wolframelektroden radioaktiv(!) und somit gesundheitsschädlich. Von einem Einsatz raten wir ab. Weichen sie auf lanthanierte oder cerierte Elektroden aus ( WL / WC ). Sollten die thorierten Elektroden dennoch zum Einsatz kommen gilt es strengste Sicherheitsvorkehrungen einzuhalten. Haupteinsatzgebiet sind hochlegierte Werkstoffe.
WT-20 Rot 2,0% Thorium ThO2 X X
WT-30 Lila 3,0% Thorium ThO2 X X
WT-40 Orange 4,0% Thorium ThO2 X X
WP-00 Grün 99,8% Wolfram X Reine Wolframelektroden (Verunreinigungen von
WZ-03 Braun 0,3% Zirkonium ZrO2 X Durch Zirkomniumzusatz besteht eine geringere Gefahr von Schmelzverunreinigungen. Zum Schweißen von Aluminiumlegierungen bei Wechselstrom.
WZ-08 Weiß 0,8% Zirkonium ZrO2 X
WR-2 Türkis 2% Mischoxide X X Geeignet für Un- und hochlegierte Stähle und Leichtmetalle. Gute Zündeigenschaften, hohe Standzeiten und Lichtbogenqualität.

Anschliff, Zentrik und Winkel

Wolframelektroden müssen vor dem Gebrauch angeschliffen werden. Hierbei sollte beachtet werden das die Schleifrichtung längs und nicht quer zur Elektrode verläuft. Ein Anschliff der quer zur Elektrode und somit falsch erfolgt bewirkt einen unruhigen, instabilen Lichtbogen. Weiterhin können kleinste Wolframteilchen das Schmelzbad verunreinigen.

Anschliff

Es ist ebenfalls darauf zu achten die Wolframnadel bzw. die Spitze so zentrisch wie nur möglich anzuschleifen. Je sorgfältiger und zentrischer eine Wolframelektrode angeschliffen wird umso stabiler und genauer verhalten sich der Lichtbogen und die Schweißenergie und somit die Qualität und Präzision einer Schweißnaht.

Zentrik

Abhängig von der Art und Weise des Anschliffwinkels verhalten sich Lichtbogen und Einbrand. Ein spitzer Winkel bewirkt einen tiefen Einbrand während ein stumpfer Winkel bei gleichem Schweißstrom einen flacheren Einbrand bewirkt. Als Richtwert für die Länge der Elektrodenspitze gilt: Durchmesser der Elektrode ca. mal 1 – 1,5. Beispiel: Länge der Spitze einer 1,6er Elektrode = 1,6 – 2,4 mm. Die Spitze einer Elektrode sollte nach dem Anschliff um ca. 10% des Durchmessers abgestumpft werden (1,6mm = ca. 0,16mm abstumpfen). Dies bewirkt ein besseres Schweißergebnis, geringere Belastung der Spitze und eine höhere Standzeit der Wolframelektrode.

Energie

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.