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WIG - Wolfram-Inertgas-Schweißen

Foto WIG - Wolfram-Inertgas-Schweißen

Das Wolfram-Inertgasschweißen (WIG-Schweißverfahren, engl. TIG, EN ISO 4063: Prozess 141) stammt aus den USA und wurde dort 1936 unter dem Namen Argonarc-Schweißen bekannt. Erst Anfang der 1950er Jahre begann es sich auch in Europa durchzusetzen. In englischsprachigen Ländern heißt das Verfahren TIG nach dem englischen „Tungsten“ für Wolfram. Das Verfahren zeichnet sich gegenüber anderen Schmelzschweißverfahren durch eine Reihe von Vorteilen aus. In Verbindung mit dem WIG-Pulsschweißen und WIG-Wechselstromschweißen läßt sich jeder schmelzschweißgeeignete Werkstoff fügen. Beim WIG-Schweißen entstehen praktisch keine Schweißspritzer; die gesundheitliche Belastung durch Schweißrauche ist verhältnismäßig gering. Ein besonderer Vorteil des WIG-Schweißens ist, dass nicht mit einer abschmelzenden Elektrode gearbeitet wird. Die Zugabe von Schweißzusatz und die Stromstärke sind deshalb entkoppelt. Der Schweißer kann seinen Schweißstrom optimal auf die Schweißaufgabe abstimmen und muss nur so viel Schweißzusatz zugeben, wie gerade erforderlich ist. Dies macht das Verfahren besonders geeignet zum Schweißen von Wurzellagen und zum Schweißen in Zwangslagen. Durch den verhältnismäßig geringen und kleinräumigen Wärmeeintrag ist der Schweißverzug der Werkstücke geringer als bei anderen Verfahren. Wegen der hohen Schweißnahtgüten wird das WIG-Verfahren bevorzugt dort eingesetzt, wo die Schweißgeschwindigkeiten gegenüber den Qualitätsanforderungen zurücktreten. Dies sind beispielsweise Anwendungen im Rohrleitungs- und Apparatebau im Kraftwerksbau oder der chemischen Industrie.

Die WIG-Schweißanlage besteht aus einer Stromquelle, die in den meisten Fällen auf Gleich- oder Wechselstromschweißen geschaltet werden kann, und einem Schweißbrenner, der mit der Stromquelle durch ein Schlauchpaket verbunden ist. Im Schlauchpaket befinden sich die Schweißstromleitung, die Schutzgaszuführung, die Steuerleitung und bei größeren Brennern der Zu- und Rücklauf des Kühlwassers.

Es gibt zwei Arten, den Lichtbogen zu zünden, die Kontakt- und die Hochfrequenzzündung:

  • Bei der Kontaktzündung (Streich- oder Anreißzündung) wird ähnlich dem Elektrodenschweißen die Wolframelektrode kurz -gleich einem Streichholz- am Werkstück angestrichen und somit ein Kurzschluss erzeugt. Nach dem Abheben der Elektrode vom Werkstück brennt der Lichtbogen zwischen Wolframelektrode und Werkstück. Ein großer Nachteil dieses Verfahrens ist, dass bei jedem Zünden etwas Material von der Wolframelektrode hängenbleibt, welches wegen der höheren Schmelztemperaturen des Wolframs als Fremdkörper im Schmelzbad zurückbleibt. Deshalb wurde häufig eine separate Kupferplatte, auf dem Werkstück liegend, zum Zünden verwendet.

  • Die Hochfrequenzzündung hat die Streichzündung praktisch vollständig ersetzt. Bei der Hochfrequenzzündung wird mit Hilfe eines Hochfrequenzzünders, der eine hohe Spannung auf die Wolframelektrode gibt, das Gas zwischen Elektrode und Werkstück ionisiert, wodurch der Lichtbogen gezündet wird. Der Hochfrequenzzünder hat eine ungefährliche Stromstärke.

  • Eine moderne Variante der Kontaktzündung ist die Lift-Arc-Zündung. Die Elektrode wird direkt an der Schweíßstelle auf dem Werkstück aufgesetzt. Es fließt ein geringer Strom, der nicht ausreicht die Elektrode zu beschädigen. Beim Abheben des Brenners zündet der Plasmalichtbogen und die Elektronik der Schweißmaschine erhöht den Strom auf Schweißstromstärke. Vorteil dieser Methode ist das Vermeiden elektromagnetischer Störungen, welche bei der Hochfrequenzzündung auftreten können.

Als Schutzgas werden die inerten Gase Argon, Stickstoff, Helium oder ein Gemisch daraus verwendet. Weitere Gase wie Wasserstoff oder Stickstoff können ebenfalls zugesetzt sein. (Argon 4.6 = 99,996 % Argon), (Argon 4.8 = 99,998 % Argon), (Helargon = 10 % Helium, 40 % Argon, 50 % Stickstoff) (Arcal10 = 10 % Wasserstoff, 40 % Argon, 50 % Stickstoff).

Bei der WIG-Schweißung unterscheidet man das Gleichstrom- und Wechselstromschweißen. Das Gleichstromschweißen wird vorwiegend zum Schweißen von legierten Stählen und NE-Metallen und deren Legierungen eingesetzt, wobei die Wolframelektrode auf dem Minuspol liegt. Das Wechselstromschweißen wird zum Schweißen von Leichtmetallen, meist der Aluminiumschweißung, eingesetzt. In Sonderfällen werden Leichtmetalle auch mit Gleichstrom und mit einer positiven Elektrode geschweißt. Dabei werden Spezialschweißbrenner mit einer sehr dicken Wolframelektrode und als Schutzgas Helium verwendet. Nötig ist die Pluspolung der Wolframelektrode bei Leichtmetallen, da diese zumeist eine harte Oxidschicht mit sehr hohem Schmelzpunkt (Aluminiumoxid, Magnesiumoxid) auf ihrer Oberfläche gebildet haben. Diese Oxidschicht wird durch die Minuspolung des Werkstücks zerstört, da das Werkstück nun als Elektronen emittierender Pol fungiert und negative Sauerstoffionen abgeführt werden.

 

Folgende Module des Wolfram-Inertgas-Schweißens bietet die Firma Techno-Metall GmbH im Rahmen Ihres Ausbildungsprogramms an: 

Stahl

Modul

Bezeichnung der Ausbildungsstufe

Dauer (Tage)

17

WIG St 1 - Wolfram-Inertgas-Schweißen - Kehlnahtschweißer - Grundstufe

10

18

WIG St 2 - Wolfram-Inertgas-Schweißen - Kehlnahtschweißer - Aufbaustufe

10

19

WIG St 3 - Wolfram-Inertgas-Schweißen - Blechschweißer - Grundstufe

7

20

WIG St 4 - Wolfram-Inertgas-Schweißen - Blechschweißer - Aufbaustufe

10

21

WIG St 5 - Wolfram-Inertgas-Schweißen - Rohrschweißer - Grundstufe

15

22

WIG St 6 - Wolfram-Inertgas-Schweißen - Rohrschweißer - Aufbaustufe

8

 

CrNi-Stahl

Modul

Bezeichnung der Ausbildungsstufe

Dauer (Tage)

23

WIG CrNi 1 - Wolfram-Inertgas-Schweißen - Kehlnahtschweißer - Grundstufe

10

24

WIG CrNi 2 - Wolfram-Inertgas-Schweißen - Kehlnahtschweißer - Aufbaustufe

10

25

WIG CrNi 3 - Wolfram-Inertgas-Schweißen - Blechschweißer - Grundstufe

7

26

WIG CrNi 4 - Wolfram-Inertgas-Schweißen - Blechschweißer - Aufbaustufe

10

27

WIG CrNi 5 - Wolfram-Inertgas-Schweißen - Rohrschweißer - Grundstufe

15

28

WIG CrNi 6 - Wolfram-Inertgas-Schweißen - Rohrschweißer - Aufbaustufe

 8

 

Aluminium

Modul

Bezeichnung der Ausbildungsstufe

Dauer (Tage)

29

WIG Al 1 - Wolfram-Inertgas-Schweißen - Kehlnahtschweißer - Grundstufe

10

30

WIG Al 2 - Wolfram-Inertgas-Schweißen - Kehlnahtschweißer - Aufbaustufe

10

31

WIG Al 3 - Wolfram-Inertgas-Schweißen - Blechschweißer - Grundstufe

7

32

WIG Al 4 - Wolfram-Inertgas-Schweißen - Blechschweißer - Aufbaustufe

10

33

WIG Al 5 - Wolfram-Inertgas-Schweißen - Rohrschweißer - Grundstufe

15

34

WIG Al 6 - Wolfram-Inertgas-Schweißen - Rohrschweißer - Aufbaustufe

 8