Inhaltsverzeichnis
Werbung
6.10. WIG Schutzgasschweißen
Das WIG (Wolfram Inert Gas, im englischen TIG - Tungsten)Schwei-
ßen eignet sich für alle Schweißpositionen und besonders gut für
dünne Bleche und Wurzellagen. Wenn ein metallischer Werkstoff
überhaupt schmelzschweißgeeignet ist, dann läßt er sich mit diesem
Verfahren fügen.
Ein besonderer Vorteil des WIG-Schweißens ist auch, daß gegenüber
anderen Verfahren, die Zugabe von Schweißzusatz und die Strom-
stärke entkoppelt sind. Der Schweißer kann deshalb seinen Strom
optimal auf die Schweißaufgabe abstimmen und nur soviel Schweiß-
zusatz zugeben, wie gerade erforderlich ist. Dies macht das Verfah-
ren besonders geeignet zum Schweißen von Wurzellagen und zum
Schweißen in Zwangslagen.
Die Elektrode schmilzt wegen des hohen Schmelzpunktes von Wolf-
ram (3380°C) bei richtiger Anwendung des Verfahrens nicht ab. Sie ist
nur Lichtbogenträger. Der Schweißzusatz wird von Hand in Stabform
zugegeben.
Vorteile
Naht während des Schweißvorgangs
sichtbar
Tiefer Einbrand möglich
Verfahren gut regelbar,
Beliebige Schweißpositionen
Dünne Bleche im Bördelstoß
ohne Zusatzwerkstoff ver
schweißbar.
6.10.1. Schutzgas
Beim WIG-Schweißen dürfen nur inerte Gase (Sauerstoff freie Gase,
welche nicht mit der Umgebungsluft reagieren) verwendet werden.
Gebräuchlich ist Schweißargon (Bezeichnung „I1"), Helium (Bezeich-
nung „I2") sowie Argon/Helium-Mischgase (Bezeichnung „I3") nach
DIN EN 439. Unter Helium ist der Lichtbogen heißer. Vor allem aber
ist die Wärmeverteilung zwischen dem Kern und dem Rand des Licht-
bogens gleichmäßiger.
Der optimale Gasschutz ist beim WIG-Schweißen extrem wichtig. Ein
(auch geringer) Anteil von Sauerstoff hat zur Folge, dass zum einen
die Elektrode oxidiert (Blaufärbung) und zum anderen Schweißfehler
durch Sauerstoffeinschlüsse auftreten. Zugluft ist beim Schweißen in
jedem Fall zu vermeiden.
Als Richtwert kann bei Argon von einem Volumenstrom von 5-10
l/min und einer Nachspülzeit von min. 30s (das Material muss auf
<300°C abgekühlt sein) ausgegangen werden. Bei Verwendung von
Helium muß aufgrund der geringeren Dichte, das Volumen deutlich
höher sein.
Die Keramik um die Elektrode sollte nicht zu klein sein, damit die
Elektrode (und die Schweißnaht) entsprechend durch Schutzgas
geschützt sind.
Unter Umständen ist die Zugabe von Schutzgas an der Nahtrück-
seite von Nöten (Formieren). Dies unterbindet Oxidation und hilft
bei der Formung der Wurzelrückseite.
6.10.2. Polung
In der Regel liegt der kältere Minuspol an der Elektrode und der hei-
ßere Pluspol am Werkstück. Die Strombelastbarkeit und die Standzeit
der Elektrode sind bei dieser Polung wesentlich größer. Ebenso gibt
es Unterschiede im Einbrandverhalten. Dies ist beim Gleichstrom-
schweißen am Minuspol am besten.
+
Bei Aluminium und seinen Legierungen, sowie bei anderen Werkstof-
fen, die hochschmelzende oder sehr zähflüssige Oxide bilden, wird
dagegen der Pluspol an der Elektrode bzw. Wechselstrom verwendet.
18
Nachteile
Gasschutz wird bei Wind weggebla-
sen, somit wetterabhängig
Zusätzliche Einrichtungen (Wetter-
schutz) beim Schweißen im Freien
notwendig
Große Erfahrung des
Schweißers notwendig
Einbrand bei:
(−) Elektrode am Minuspol
(+) Elektrode am Pluspol
6.10.3. Elektrodentypen
Wolframelektroden werden wegen des hohen Schmelzpunktes nicht
durch Gießen, sondern durch sintern hergestellt.
Neben Elektroden aus Reinwolfram gibt es auch solche, denen vor
dem Sintern in Gehalten von etwa 0,5 bis 4% Oxide wie Thoriumoxid,
Zirkonoxid, Lanthanoxid oder Ceroxid zugemischt wurden. Rein-Wolf-
ramelektroden bilden einen sehr ruhiger Lichtbogen, jedoch haben
die oxidhaltigen Elektroden bessere Zündfreudigkeit, Strombelast-
barkeit und eine höhere Standzeit.
Die Woframelektrode wird so im Brenner installiert, daß sie je nach
Durchmesser 3mm bei dünnen bzw. bis 5mm bei dickeren Elektroden
über die Gasdüse hinaus heraus ragt.
Übersicht der Elektrodentypen:
Zusammensetzung
Kurz-
Oxidzusatz
zeichen
%
[m/m]
WP
-
WT 4
0,35-0,55
WT 10
0,80-1,20
WT 20
1,70-2,20
WT 30
2,80-3,20
WT 40
3,80-4,20
WZ 3
0,15-0,50
WZ 8
0,70-0,90
WL 10
0,90-1,20
WC 20
1,80-2,20
Undotierte Elektroden zum Aluminium Wechselstromschweißen.
1)
Mit steigendem Thoriumgehalt verbessern sich Zündeigenschaften, Stand-
2)
zeiten, Strombelastbarkeit.
schweißen von hochlegierten und rostfreien Stählen. Wegen der Radioakti-
vität des Thoriums ist ein Einsatz dieser Elektroden möglichst konsequent zu
vermeiden.
Durch Zirkoniumzusatz geringere Gefahr der Schmelze-Verunreinigung
3)
durch Wolfram. Einsatzgebiet Wechselstromschweißen, für Gleichstrom-
schweißen nur beding geeignet.
Lanthanierte Elektroden (WL) übertreffen cerierte (WC) im Niederstrombe-
4)
reich - hier ist die WL Reihe die erste Wahl. Höherer Lanthangehalt wirkt sich
auf die Zündfreudigkeit aus.
Die cerierte Elektrode WC 20 ist die Universalelektrode für nahezu alle An-
5)
wendungen: Gleichstrom und Wechselstrom, unlegierter Stahl, hochlegier-
ter Stahl, Aluminiumlegierungen, Titanlegierungen, Nickellegierungen, Kup-
ferlegierungen, Magnesiumlegierungen. Ähnliches Verhalten wie thorierte
Elektroden.
6.10.4. Elektroden vorbereiten
Beim Schweißen an Gleichstrom-Minuspol wird die Wolframelek-
trode durch Schleifen kegelförmig angespitzt. Das Schleifen sollte
so erfolgen, daß auf der angeschliffenen Spitze nur Schleifriefen in
Längsrichtung zurückbleiben.
Der Lichtbogenansatz ist dann ruhiger. Der Anspitzwinkel ergibt sich
aus dem Verhältnis des Elektrodendurchmesser zur Länge der Spit-
ze. Dieses Verhältnis sollte etwa 1:2,5 sein. Bei richtig eingestellter
Stromstärke schmilzt nur ein kleiner Teil der Elektrodenspitze auf und
bildet dort eine kleine Kugel. Daran brennt der Lichtbogen besonders
ruhig.
Beim Schweißen mit Gleichstrom-Pluspol, erfolgt gar kein Anschlei-
fen der Elektrode.
Die Form der Elektrodenspitze beeinflußt das Einbrandverhalten
wesentlich. Bei spitzer Elektrode ergibt sich ein schmaler, tiefer Ein-
brand, bei stumpfer Elektrode ist der Einbrand unter sonst gleichen
Bedingungen breiter und flacher.
Wolfram
Kenn-farbe
%
Art
[m/m]
1)
99,8
grün
-
blau
gelb
2)
ThO
2
violett
orange
Rest
braun
ZrO
3)
2
weiß
4)
schwarz
LaO
2
5)
grau
CeO
2
Haupteinsatzgebiet ist das Gleichstrom-
rot
DE
Werbung
Inhaltsverzeichnis
