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Trainingsunterlage „Wolfram-Inertgasschweißen“
/ Perfect Welding / Solar Energy / Perfect Charging
WOLFRAM-INERTGASSCHWEISSEN
WELDSCRIPT
1Trainingsunterlage „Wolfram-Inertgasschweißen“
Page 2
WISSENSWERTES ZUR GESCHICHTE DES WOLFRAM-INERTGAS­SCHWEISSENS
Um das leicht entzündliche Magnesium und Ma­gnesiumlegierungen schweißen zu können, nutzt der
1940
1943
Amerikaner Russel Meredith erstmals eine Wolfram­elektrode und das Schutzgas Helium. Dieses neue Schweißverfahren nennt er „Heliarc“. Es ist eine Weiter­entwicklung des Kohle-Lichtbogenschweißens.
Das aus den USA bekannte Verfahren hält Einzug in Großbritannien.
1944
1945
1950
Beim Schweißen von Aluminium und dessen Legie­rungen werden zunehmend Wechselstromquellen ein­gesetzt.
In den USA entdeckt T. E. Piper, dass Hochfrequenz­überlagerungen des Schweißstroms das Zünden des Lichtbogens erleichtern und den Lichtbogen stabili­sieren. Und er  ndet heraus, dass statt Helium auch das Gas Argon genutzt werden kann.
Erstmals wird in Deutschland beim Wolfram-Inert­gasschweißen unter Verwendung von Schutzgas ge­schweißt. Anders als in den USA jedoch nicht mit He­lium, sondern mit Argon. Das Verfahren wird deshalb „Argonarc“ genannt.
2Trainingsunterlage „Wolfram-Inertgasschweißen“
Page 3
1950
ab
1962
Das Wolfram-Inertgasschweißen wird kontinuierlich verbessert: Die Zusammensetzung der Elektroden ändert sich, die Stromquellen werden weiterentwickelt und auch die Palette der Brenner wird größer – unter anderem durch Modelle mit Schaltfunktionen, Draht­zufuhr und Wasserkühlung.
In der russischen Fachliteratur ist erstmals von der Impulstechnik die Rede, bei der der Schweißstrom mit einstellbarer Frequenz zwischen einem Grundstrom und einem Spitzenstromwert pendelt.
Neben Russland setzen sich auch Forscher aus Eng­land und den USA in den folgenden Jahren mit der WIG-Impulstechnik auseinander.
Mit der Entwicklung der Impulstechnik für das Wolfram-Inertgasschweißen wird das Schweißverfah­ren zunehmend mechanisch bzw. vollmechanisch ein­gesetzt.
3Trainingsunterlage „Wolfram-Inertgasschweißen“
Page 4
Inhalt
WISSENSWERTES ZUR GESCHICHTE DES WOLFRAM-INERTGASSCHWEISSENS .................................................................2
HERZLICH WILLKOMMEN! .....................................................................................................................................................7
1. DIE LERNZIELE ..........................................................................................................................................................8
2. BASISWISSEN: FÜGEN VON WERKSTOFFEN ............................................................................................................9
3. DER SCHWEISSPROZESS „WOLFRAM-INERTGASSCHWEISSEN“ .........................................................................10
3.1 Bezeichnungen .............................................................................................................................................................................................. 10
3.2 Merkmale und Anwendungsbereiche ................................................................................................................................................. 10
3.3 Aufbau und Grundprinzip ......................................................................................................................................................................... 11
3.4 Vor- und Nachteile des WIG-Schweißens ............................................................................................................................................. 13
3.5. Verständnisfragen.........................................................................................................................................................................................13
4. SCHWEISSPOSITIONEN ..........................................................................................................................................14
4.1 De nition ......................................................................................................................................................................................................... 14
4.2 Klassi zierung ................................................................................................................................................................................................ 14
4.3 Verständnisfragen.........................................................................................................................................................................................15
5. DIE ELEKTRIZITÄT UND DAS WOLFRAM-INERTGASSCHWEISSEN ........................................................................16
5.1 Elektrischer Strom ......................................................................................................................................................................................... 16
5.2 Elektrische Spannung.................................................................................................................................................................................. 16
5.3 Elektrischer Widerstand .............................................................................................................................................................................. 17
5.4 „Das Ohm’sche Gesetz“ ............................................................................................................................................................................... 17
5.5 Stromkreise ..................................................................................................................................................................................................... 18
5.6 Kurzschluss ...................................................................................................................................................................................................... 19
5.7 Spannungsarten und Stromarten ........................................................................................................................................................... 20
5.7.1 Gleichspannung ............................................................................................................................................................................................ 20
5.7.2 Gleichstrom ..................................................................................................................................................................................................... 20
5.7.3 Wechselspannung ........................................................................................................................................................................................ 21
5.7.4 Wechselstrom .................................................................................................................................................................................................21
5.8 Der Schweißstromkreis ............................................................................................................................................................................... 22
5.9 Zündung des Lichtbogens ........................................................................................................................................................................ 22
5.9.1 Berührungszündung (SOFT-Start-Zündung) ...................................................................................................................................... 22
5.9.2 Berührungslose Zündung .......................................................................................................................................................................... 23
5.10 Die Polarität beim Wolfram-Inertgasschweißen ................................................................................................................................ 24
5.10.1 WIG-Schweißen mit Gleichstrom ............................................................................................................................................................ 24
5.10.2 WIG-Schweißen mit Wechselstrom ........................................................................................................................................................ 25
5.11 Verständnisfragen.........................................................................................................................................................................................26
6. SCHWEISSGERÄTETECHNIK ....................................................................................................................................27
6.1 Stromquelle .................................................................................................................................................................................................... 27
6.1.1 Inverter-Stromquellen (TransTig und Magic Wave) .......................................................................................................................... 27
6.1.2 Leistungsschild .............................................................................................................................................................................................. 29
6.2 Schweißbrenner ............................................................................................................................................................................................ 29
4Trainingsunterlage „Wolfram-Inertgasschweißen“
Page 5
6.2.1 Gasgekühlte Schweißbrenner ................................................................................................................................................................. 30
6.2.2 Wassergekühlte Schweißbrenner ........................................................................................................................................................... 30
6.3 Wolframelektroden ...................................................................................................................................................................................... 31
6.3.1 Arten von Wolframelektroden ................................................................................................................................................................. 31
6.3.2 Schleifen von Wolframelektroden .......................................................................................................................................................... 33
6.4 Fernregler ........................................................................................................................................................................................................ 34
6.5 Verständnisfragen.........................................................................................................................................................................................35
7. SCHWEISSZUSÄTZE .................................................................................................................................................36
7.1 Schweißzusatzstäbe für das WIG-Schweißen ..................................................................................................................................... 36
7.2. Normung der Schweißzusatzstäbe zum WIG-Schweißen .............................................................................................................. 37
7.2.1 Schweißzusatztäbe für unlegierte Stähle und Feinkornstähle nach DIN EN ISO 636 .......................................................... 37
7.2.2 Schweißzusatzstäbe für korrosionsbeständige und hitzebeständige Stähle nach DIN EN ISO 14343 ..........................37
7.2.3 Schweißzusatzstäbe zum Schweißen von Aluminium und Aluminiumlegierungen ..........................................................
nach DIN EN ISO 18273 ............................................................................................................................................................................... 37
7.3 Schutzgase für das WIG-Schweißen ....................................................................................................................................................... 38
7.3.1 Argon (Ar): ....................................................................................................................................................................................................... 39
7.3.2 Helium (He): .................................................................................................................................................................................................... 39
7.4 Verständnisfragen.........................................................................................................................................................................................40
8. CC- UND CV-CHARAKTERISTIK ...............................................................................................................................41
8.1 CC- und CV-Charakteristik ......................................................................................................................................................................... 41
8.2 Verständnisfragen.........................................................................................................................................................................................42
9. FUNKTIONEN EINER WIG-SCHWEISSSTROMQUELLE ............................................................................................43
9.1 Die Bedienelemente einer WIG-Schweißstromquelle ..................................................................................................................... 43
9.2 2- und 4-Takt-Betrieb ................................................................................................................................................................................... 43
9.2.1 Anleitung für den 2-Takt-Betrieb ............................................................................................................................................................ 43
9.2.2 Anleitung für den 4-Takt-Betrieb ............................................................................................................................................................. 44
9.3 RPI-Zündung ................................................................................................................................................................................................... 44
9.4 Heftfunktion (TAC) ........................................................................................................................................................................................ 45
9.5 Balanceeinstellung ....................................................................................................................................................................................... 46
9.5.1 Balance von 33 % .......................................................................................................................................................................................... 46
9.5.2 Balance von 15 % .......................................................................................................................................................................................... 46
9.5.3 Balance von 50 % .......................................................................................................................................................................................... 47
9.6 WIG-Impulsschweißen ................................................................................................................................................................................ 47
9.7 Verständnisfragen.........................................................................................................................................................................................49
10. SCHWEISSNAHTVORBEREITUNG............................................................................................................................50
10.1 Nahtarten (Nahtformen) ............................................................................................................................................................................ 50
10.2 Schweißen ohne Schweißzusatz und ohne Kantenvorbereitung .............................................................................................. 51
10.3 Schweißen mit Schweißzusatz ohne Kantenvorbereitung ............................................................................................................52
10.4 Schweißen mit Zusatz und Kantenvorbereitung ............................................................................................................................. 52
10.5 Verständnisfragen.........................................................................................................................................................................................53
11. WIG-SCHWEISSEN VON WERKSTOFFEN ................................................................................................................54
11.1 WIG-Schweißen von unlegiertem und niedriglegiertem Stahl .................................................................................................... 54
11.2 WIG-Schweißen von hochlegierten Stählen ....................................................................................................................................... 55
5Trainingsunterlage „Wolfram-Inertgasschweißen“
Page 6
11.3 WIG-Schweißen von Aluminium und Magnesium ........................................................................................................................... 57
11.4 Verständnisfragen.........................................................................................................................................................................................58
12. PROZESSVARIANTEN BEIM WIG-SCHWEISSEN .....................................................................................................59
12.1 Orbital-Schweißen ....................................................................................................................................................................................... 59
12.1.1 Orbitalschweißeinrichtungen mit geschlossenem Schweißkopf ............................................................................................... 60
12.1.2 Orbitalschweißeinrichtungen mit o enem Schweißkopf.............................................................................................................. 61
12.2 Kaltdraht-Schweißen ................................................................................................................................................................................... 62
12.3 Heißdraht-Schweißen ................................................................................................................................................................................. 63
12.4 Speed-Cladding ............................................................................................................................................................................................. 65
12.5 Beidseitig Gleichzeitig-Schweißen ......................................................................................................................................................... 66
12.6 ArcTig-Schweißen ......................................................................................................................................................................................... 67
12.6.1 Das Prinzip von ArcTig ................................................................................................................................................................................ 67
12.6.2 ArcTig-Schweißbrenner .............................................................................................................................................................................. 69
12.7 Verständnisfragen.........................................................................................................................................................................................69
13. FEHLER BEIM WIG-SCHWEISSEN............................................................................................................................70
13.1 Poren ................................................................................................................................................................................................................. 70
13.2 Wolframeinschlüsse ..................................................................................................................................................................................... 71
13.3 Bindefehler ...................................................................................................................................................................................................... 71
13.4 Oxideinschlüsse ............................................................................................................................................................................................ 72
13.5 Verständnisfragen.........................................................................................................................................................................................72
14. AUSRÜSTUNG EINES SICHEREN ARBEITSPLATZES ZUM WIG-SCHWEISSEN ........................................................73
14.1 Arbeitssicherheit ........................................................................................................................................................................................... 73
14.2 Verständnisfragen.........................................................................................................................................................................................73
15. UNFALLVERHÜTUNG UND GESUNDHEITSSCHUTZ .................................................................................................74
15.1 Gefahren durch Lichtbogenstrahlung .................................................................................................................................................. 74
15.2 Gefahren durch elektrischen Strom ....................................................................................................................................................... 76
15.2.1 Leerlaufspannung ......................................................................................................................................................................................... 76
15.2.2 Schutzmaßnahmen für den Umgang mit elektrischem Strom .................................................................................................... 77
15.3 Gefahren durch Schadsto e und Dämpfe ........................................................................................................................................... 77
15.4 Verständnisfragen.........................................................................................................................................................................................78
Glossar .................................................................................................................................................................................. I
6Trainingsunterlage „Wolfram-Inertgasschweißen“
Page 7
HERZLICH WILLKOMMEN!
Wir
freuen uns über Ihr Interesse an unserem Training zum Wolfram-Inertgas-
schweißen.
Mit dieser Trainingsunterlage möchten wir Sie bei Ihrem Training unterstützen. Auf den folgenden Seiten nden Sie daher viel hilfreiche Informationen rund um das Wolfram-Inertgasschweißen. So können Sie Wissenswertes nachschlagen und zu aufkommenden Fragen die passenden Antworten finden.
Wir wünschen Ihnen viel Freude und Erfolg bei Ihrem Trainingsprogramm!
7Trainingsunterlage „Wolfram-Inertgasschweißen“
Page 8
1. DIE LERNZIELE
Wenn Sie unser Training „Wolfram-Inertgasschweißen“ vollständig absol­viert haben, dann wissen Sie anschließend eine ganze Menge über diesen Schweißprozess:
Sie wissen, welche Ausrüstung Sie zum Wolfram-Inertgasschweißen benöti­gen.
Sie wissen, wie das Verfahren des Wolfram-Inertgasschweißens funktioniert und wie der Schweißprozess durchgeführt wird.
Sie können für jeden Gerätebestandteil und vom Zubehör den Zweck und die Funktionsweise erklären.
Sie kennen die Grundlagen des Wolfram-Inertgasschweißens und die ver-
schiedenen Zündtechniken für den Lichtbogen.
Sie können im Zusammenhang mit der jeweiligen Anwendung die geeignete Stromart, die Polarität, das Schutzgas und die Elektrode auswählen.
Sie kennen von verschiedenen Stromquellen die Schalter und Funktionen
und deren Auswirkung.
Sie kennen die Besonderheiten beim Wolfram-Inertgasverschweißen von
unterschiedlichen Werksto en.
Sie können den Anwendungsbereich mit und ohne Zusatzwerksto beschrei­ben.
Sie kennen die Prozessvarianten des Schweißverfahrens.
Sie wissen, wie Sie die geeignete Nahtvorbereitung durchführen.
Sie kennen mögliche Probleme, die beim Wolfram-Inertgasschweißen auf-
treten können.
Sie kennen Schweißnahtfehler und wissen, wie sich diese vermeiden las-
sen.
Sie erkennen mögliche Gefahren und kennen Methoden für die sichere
Handhabung und ein sicheres Arbeiten.
Neugierig geworden?
Sehr gut, dann kann das Training beginnen!
Los gehts!
8Trainingsunterlage „Wolfram-Inertgasschweißen“
Page 9
2. BASISWISSEN: FÜGEN VON WERKSTOFFEN
Es gibt unterschiedliche Fertigungsverfahren, unter anderem gehören dazu das Umformen, das Trennen, das Beschichten und das Fügen von Werksto en.
Nach der DIN 8580 „Fertigungsverfahren – Begri e, Einteilung“ stellt das Fü­gen von Werksto en eine Hauptgruppe dar, zu der alle Verfahren gehören bei denen zwei oder mehr feste Körper mit geometrisch bestimmter Gestalt dauerhaft verbunden (gefügt) werden.
Beim Fügen von Werksto en wird unterschieden zwischen lösbaren und unlösbaren Verbindungen.
Beispiele für lösbare Verbindungen:
Schrauben, Stift- und Bolzenverbindungen, Keile.
Beispiele für unlösbare Verbindungen:
Schweißen, Löten, Kleben, Nieten.
Eine weitere Einteilung für das Fügen von Werksto en bezieht sich auf die Art und Weise der Verbindung. Hier unterscheidet man zwischen sto schlüssigen, formschlüssigen und kraft­schlüssigen Verbindungen.
Sto schlüssige Verbindungen stellen eine Verbindung im Werksto selbst her. Dazu zählen Schweiß- und Lötverbindungen.
lösbare und unlösbare Verbindungen
sto schlüsige, formschlüssige und kraftschlüssige Verbin­dungen
Formschlüssige Verbindungen nutzen die Form der Bauteile um sie zu verbinden. Dazu zählen Haken und Ösen.
Kraftschlüssige Verbindungen werden durch Reibungskräfte zusammen­gehalten.
9Trainingsunterlage „Wolfram-Inertgasschweißen“
Page 10
3. DER SCHWEISSPROZESS „WOLFRAM-INERTGASSCHWEISSEN“
3.1 Bezeichnungen
Für den Schweißprozess „Wolfram-Inertgasschweißen“ gibt es verschiedene Bezeichnungen:
GELTUNGSBEREICH BEZEICHNUNG
weltweite Norm DIN EN ISO 4063 Schweißprozess mit der Nummer 141
Deutschland
Großbritannien Tungsten Inert Gas Welding (TIG-W)
USA Gas Tungsten Arc Welding (GTA-W)
Tab. 1: Bezeichnungsvarianten für das Wolfram-Inertgasschweißen.
Das WIG-Schweißen eignet sich für alle schweißbaren Materiali­en und zahlreiche Anwendungen.
Wolfram-Inertgasschweißen (WIG-Schweißen)
3.2 Merkmale und Anwendungsbereiche
Das sehr vielseitige WIG-Schweißen zählt zu den Schmelzschweißverfahren und ist universell einsetzbar. Weil das WIG-Schweißen manuell oder mecha­nisiert eingesetzt werden kann, wird es häu g im Portalbau, im Rohrleitungs­bau und in der Luft- und Raumfahrtindustrie genutzt. Auch bei Anwendungen mit höchsten Qualitätsanforderungen, wie beispielsweise beim Schweißen von Rohrleitungen im Reaktorbau, ist das WIG-Schweißen immer die erste Wahl.
Fast alle Metalle lassen sich mit dem Wolfram-Inertgas­schweißen verbinden.
Das WIG-Schweißen eignet sich für zahlreiche Anwendungen.
Beim WIG-Schweißen verwendet man einen konzentrierten, sehr stabilen Licht­bogen und Schutzgas. Beides ermöglicht eine sehr saubere Verarbeitung. Das verwendete Schutzgas schirmt das aufgeschmolzene Metall vor dem Ein uss von Sauersto ab. Das Ergebnis sind ein qualitativ hochwertiges Schweißgut und eine ebenmäßige, spritzerfreie Schweißnaht ohne Schlacke. Weil beim WIG-Schweißen außerdem kaum Schweißrauch entsteht, ist das Verfahren weniger gesundheitsgefährdend.
Ein weiterer Vorteil ist, dass beim WIG-Schweißen oft auf das Verwenden ei­nes Schweißzusatzes verzichtet werden kann.
Lichtbogen und Schutzgas
10Trainingsunterlage „Wolfram-Inertgasschweißen“
Page 11
Abb. 1: WIG-Schweißen im Behälterbau.
Abb. 2: WIG-Schweißen im Rohr­leitungsbau.
Abb. 3: WIG-Schweißen bei der Montage.
Zu den Hauptwerksto en des WIG-Schweißens gehören rostfreie Stähle, Aluminium- und Nickellegierungen sowie dünne Bleche aus Aluminium und Edelstahl.
Mit einer mechanisierten Drahtzuführung ergeben sich für Blechdicken von weniger als 4 mm wirtschaftliche Schweißgeschwindigkeiten. Werden die Bleche dicker, lässt die Wirtschaftlichkeit nach. Bei Blechen über 4 mm Dicke ist nur das Schweißen der Wurzellage mit dem WIG-Verfahren emp­fehlenswert. Das Schweißen der Fülllagen erfolgt in diesen Fällen besser mit leistungsfähigeren Verfahren, wie dem MIG/MAG- oder dem Unterpulver­schweißen.
Für viele Anwendungen des WIG-Schweißens ist ein gepulster Schweiß­strom vorteilhaft. Er verhindert nicht nur, dass das Grundmaterial zu intensiv aufschmilzt, sondern auch das daran gekoppelte Durchfallen der Schweiß­naht. Mit dem Pulsen lässt sich außerdem bei Dünnblechen die Nahtwurzel einfacher beherrschen, da das Grundmaterial nur abschnittsweise aufschmilzt und wieder erstarrt.
3.3 Aufbau und Grundprinzip
Hauptwerksto e des WIG-Schweißens
Pulsen
Der Aufbau: An einer Stromquelle mit zwei Polen werden an einem Pol das Werkstück und am anderen Pol der Schweißbrenner mit der Wolframelektrode angeschlossen. Die Verbindung der Wolframelektrode mit dem Pol erfolgt über die Schweißstromzuleitung, die Verbindung zwischen Werkstück und Strom­quelle über die Schweißstromrückleitung (Abbildung 4).
Zum WIG-Schweißen kann Gleich- oder Wechselstrom verwendet werden.
1 Netzanschluss 2 Stromquelle 3 Schweißstromzuleitung 4 Schweißstromrückleitung 5 Schweißbrenner 6 Werkstück 7 Zusatzwerksto 8 Lichtbogen 9 Schutzgas asche
Abb. 4: Das Grundprinzipes WIG-Schweißens.
11Trainingsunterlage „Wolfram-Inertgasschweißen“
Page 12
Beim WIG-Schweißen wird die Schweißwärme durch einen elektrischen Licht­bogen erzeugt. Ein Lichtbogen ist eine kurze Strecke aus Luft oder Gas, durch die elektrischer Strom  ießt.
Das Grundprinzip: Beim WIG-Schweißen wird der benötigte Strom über die Wolframelektrode zugeführt. Diese Elektrode ist temperaturbeständig und schmilzt nicht ab. Von dieser Elektrode geht ein Lichtbogen aus, der den Werk­sto erwärmt und ver üssigt. Rings um die Wolframelektrode be ndet sich die Düse für das Schutzgas (Abbildung 5).
a Wolframelektrode b Keramische Gasdüse
der Lichtbogen
Die Wolframelektrode schmilzt nicht ab.
Abb. 5: Detailansicht des Schweißbrenners.
Die dort austretende Gasströmung schützt den erhitzten Werksto vor chemi­schen Reaktionen mit der Umgebungsluft. Dies gewährleistet die erforderliche Festigkeit und Zähigkeit des Schweißgutes.
Als Schutzgas werden beim WIG-Schweißen die Edelgase Argon, Helium oder Gemische daraus verwendet. All diese Gase sind reaktionsträge, worauf die aus dem Griechischen stammende Fachbezeichnung „inert“ hinweist.
Weil die Wolframelektrode nicht abschmilzt, wird der Schweißzusatz beim WIG-Schweißen per Hand oder mechanisiert durch einen externen Drahtvor­schub zugeführt, entweder tropfenweise oder kontinuierlich. Wichtig ist, dass der Schweißdraht die ganze Zeit in der Schweißgasglocke verbleibt. Ist der zu verschweißende Spalt sehr schmal, ist in der Regel kein Schweißdraht als Zusatzwerksto nötig.
Das manuelle WIG-Schweißen wird zweihändig ausgeführt: Mit der einen Hand wird der Brenner gehalten, mit der anderen wird der Schweißzusatz zugeführt. Deshalb erfordert das manuelle WIG-Schweißen viel Können und Erfahrung.
Schutzgas und seine Wirkung
Mögliche Schutzgase für das WIG-Schweißen sind die Edelgase Argon, Helium oder Gemische daraus.
12Trainingsunterlage „Wolfram-Inertgasschweißen“
Page 13
3.4 Vor- und Nachteile des WIG-Schweißens
+ Beim Verwenden der Gase
Argon und Helium entsteht keine Schlacke.
+ Es entsteht keine Spritzerbil-
dung.
+ Das WIG-Schweißen erzeugt
optisch sehr schöne Schweiß­nähte.
- Das Verfahren erfordert eine
hohe Handfertigkeit.
- Beim WIG-Schweißen ist
nur eine geringe Schweißge­schwindigkeit möglich.
- Bei der Schweißnahtvorbe-
reitung muss Rost unbedingt entfernt werden.
NachteileVorteile
Die Vor- und Nachteile des Schweißverfahrens auf einen Blick
+ WIG-Schweißen ist in allen
Schweißpositionen möglich.
+ Das WIG-Schweißen garantiert
- Das Verfahren ist für große
Werkstückdicken nicht geeig­net.
die höchste Schweißnahtquali­tät und Güte.
3.5. Verständnisfragen
Was sind die Hauptanwendungsgebiete der manuellen WIG-Schweißung?
Bis zu welcher Materialstärke können mit mechanisierter Drahtzuführung
bei der WIG-Schweißung noch wirtschaftliche Schweißgeschwindigkeiten erzielt werden?
Wie sollten bei dickwandigen Werksto en nach der WIG-Wurzellage die
Füll- und Decklagen geschweißt werden?
13Trainingsunterlage „Wolfram-Inertgasschweißen“
Page 14
4. SCHWEISSPOSITIONEN
4.1 Defi nition
Aus der Art und Weise, wie die Bauteile zusammengeschweißt werden, ergibt sich eine grundlegende Unterscheidung in:
1. Stumpfnähte
2. Kehlnähte
Bei Stumpfnahtverbindungen liegen die Bauteile im 180°-Winkel zueinander und werden daher eben verschweißt. Damit sich die Schweißnaht durch das gesamte Werkstück zieht, wird es ab einer Materialstärke von ca. 5 mm zuvor mit einem Winkelschleifer so bearbeitet, dass zwischen den zu verbindenden Werkstücken eine V-förmige Ö nung entsteht.
Bei Kehlnahtverbindungen stehen die zusammenzuschweißenden Bautei­le in einem (meist rechten) Winkel zueinander. Je nach Art der Verbindung der Bauteile zueinander unterscheidet man verschiedene Arten des Kehlnaht­schweißens, wie z. B. Flankennaht, Stirnnaht, Stegnaht, Halsnaht oder Ecknaht.
Stumpfnähte
Kehlnähte
Schweißpositionen beschreiben die Lage der Schweißnaht wäh­rend des Schweißvorgangs.
Jede Schweißposition erfordert eine bestimmte Schweißtechnik, die wiederum die Wahl des Schweißbrenners und/oder der Stromstärke beein ussen kann.
Durch die Lage der zu schweißenden Werkstücke und die Position des Schweißbrenners zur Naht ergeben sich verschiedenste Schweißpositionen.
4.2 Klassifi zierung
Die Einteilung der Schweißpositionen erfolgt nach der internationalen Norm DIN EN ISO 6947. Nach dieser Norm gibt es für die verschiedenen Schweißpo­sitionen eine Klassi zierung, die weltweit gültig ist (Abbildung 6):
PA Wannenposition für Stumpf-
und Kehlnähte
PB Horizontalposition PC Querposition PD Horizontal-Überkopfposition PE Überkopfposition
PF Steigposition PG Fallposition PH Rohrposition, Steigend-
schweißen
PJ Rohrposition,
Fallendschweißen
De nition von Schweißpositionen.
Einteilung der Schweißpositionen nach DIN EN ISO
6947.
14Trainingsunterlage „Wolfram-Inertgasschweißen“
Page 15
Abb. 6: Schweißpositionen nach DIN EN ISO 6947.
4.3 Verständnisfragen
Wie lautet nach DIN EN ISO 6947 die Schweißposition für die Steigposition
an Blechen?
Wie lautet nach DIN EN ISO 6947 die Schweißposition für die Überkopfpo-
sition an Blechen?
15Trainingsunterlage „Wolfram-Inertgasschweißen“
Page 16
5. DIE ELEKTRIZITÄT UND DAS WOLFRAM-INERTGASSCHWEISSEN
Für das Wolfram-Inertgasschweißen ist es wichtig, Stromkreise und Schweiß­stromkreise zu verstehen, und deren Gemeinsamkeiten und Unterschiede zu kennen.
5.1 Elektrischer Strom
Formelzeichen: I Einheit: Ampere (A)
Strom ist die gerichtete Bewegung von negativ geladenen Ladungsträgern (Elektronen). Das Formelzeichen I beschreibt die Menge an Strom, die inner­halb einer gewissen Zeit durch den Leiter  ießt.
Damit Strom  ießen kann, benötigt er eine elektrische Spannung. Sie entsteht zwischen zwei unterschiedlich geladenen Polen und ist die treibende Kraft, die die Bewegung der elektrischen Ladung verursacht, ähnlich dem Wasserdruck. Je höher die Spannung ist, desto mehr Strom kann  ießen.
Der Widerstand ist der „Gegner“ der Spannung, denn an jedem Widerstand geht Spannung verloren.
Atome haben in ihrem Kern Protonen und Neutronen und auf der aus mehreren Schichten bestehenden Atomhülle Elektronen. Das Proton ist positiv geladen, das Neutron hat keine Ladung und das Elektron ist negativ geladen. Die An­zahl der Protonen, Neutronen und Elektronen ist zwar bei jedem Material unter­schiedlich, aber sie ist immer so, dass der Atomkern positiv geladen ist.
Die technische Stromrichtung (z.B. in Zeichnungen) verläuft vom Pluspol zum Minuspol. Die tatsächliche physikalische Stromrichtung verläuft vom Minuspol zum Pluspol.
5.2 Elektrische Spannung
Formelzeichen: U Einheit: Volt (V)
Atome, Protonen und Elektronen
technische und physikalische Stromrichtung
Elektrische Spannung entsteht zwischen zwei Punkten mit unterschiedlichem Ladungspotenzial, beispielsweise zwischen einem Plus- und einem Minuspol.
16Trainingsunterlage „Wolfram-Inertgasschweißen“
Page 17
Verschieden große Ladungen versuchen sich durch das Fließen eines Stroms auszugleichen. Diesen Unterschied nennt man die Spannung. Je größer die Spannung ist, desto größere Entfernungen können überbrückt werden. Erst durch die Spannung kann also Strom  ießen.
Das Formelzeichen U gibt an, wie groß der Unterschied der elektrischen Ladung ist.
5.3 Elektrischer Widerstand
Formelzeichen: R Einheit: Ohm ()
Der elektrische Widerstand gibt an, wie stark die Elektronen gebremst wer­den, während der Strom  ießt. Deshalb ist der Widerstand der Kehrwert zur Leitfähigkeit: Sto e mit hoher elektrischer Leitfähigkeit besitzen einen geringen Widerstand, schlechte Leiter einen hohen.
Elektrische Spannung verursacht den Strom uss.
Alle Sto e weisen verschieden hohen Widerstand gegen den Fluss von Elek­tronen auf. Man unterscheidet Leiter, Halbleiter und Nichtleiter. Bei elektri­schen Leitern (Metalle etc.) sind die elektrischen Ladungsträger beweglich. Bei Nichtleitern (z. B. Glas oder Gummi) sind sie an ihren Ort gebunden.
5.4 „Das Ohm’sche Gesetz“
Das Ohm’sche Gesetz wurde nach seinem Entdecker Georg Simon Ohm be­nannt. Er fand heraus, dass zwischen Strom, Spannung und Widerstand ein linearer Zusammenhang besteht:
1. Die elektrische Stromstärke und die elektrische Spannung sind voneinander
abhängig.
2. Bei konstantem Widerstand erhöhen sich die Stromstärke und die Spannung
verhältnisgleich.
3. Bei konstantem Strom verhalten sich Spannung und Widerstand verhältnis-
gleich: Je größer der Widerstand, desto höher die Spannung.
4. Bei konstanter Spannung verhält sich die Stromstärke indirekt proportional
zum Widerstand: Wird der Widerstand größer, verringert sich der Strom.
Leiter, Halbleiter und Nichtleiter
Die Formel des Ohm’schen Gesetztes lautet demzufolge: U = R x I
Das „Ohm’sche Gesetz“
17Trainingsunterlage „Wolfram-Inertgasschweißen“
Page 18
5.5 Stromkreise
Ein elektrischer Stromkreis besteht mindestens aus einer Stromquelle sowie verschiedenen elektrischen Bauelementen, die zusammengeschaltet werden können.
Die Basiskomponenten eines Stromkreises:
Spannungs- bzw. Stromquelle als Leistungserzeuger
(Netzgerät, Batterie, Dynamo etc.)
Leistungsverbraucher, über Leitungen miteinander
verbunden (Motor, Lampe etc.)
Schalter
Leitungen
Es gibt zwei unterschiedliche Stromkreisvarianten:
Basiskomponenten eines Stromkreises
1. geschlossene Stromkreise
2. o ene Stromkreise
Im geschlossenen Stromkreis sind die einzelnen Elemente so miteinander ver­bunden, dass Ladung transportiert werden kann: Es  ießt Strom (Abbildung 7).
I: Strom
Spannungsquelle/
Leistungserzeuger
Leistungsverbraucher
A: Strommessgerät S: Schalter R: Widerstand/Sicherung
: Fließrichtung des Stroms
Abb. 7: Geschlossener Stromkreis.
Stromkreisvarianten
geschlossener Stromkreis
18Trainingsunterlage „Wolfram-Inertgasschweißen“
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Im o enen Stromkreis ist die Verbindung unterbrochen, es  ießt daher kein Strom (Abbildung 8). Die Unterbrechung kann entweder bewusst mit einem Schalter ausgelöst werden oder unbeabsichtigt passieren, z. B. durch einen Wackelkontakt, ein fehlendes Kabel oder Ähnliches.
Spannungsquelle/
Leistungserzeuger
Leistungsverbraucher
A: Strommessgerät S: Schalter R: Widerstand/Sicherung
Abb. 8: O ener Stromkreis.
5.6 Kurzschluss
Ein elektrischer Kurzschluss (Abbildung 9) ist eine fast widerstandslose Verbindung der beiden Pole einer elektrischen Strom- oder Spannungsquelle. Die Spannung fällt bei einem Kurzschluss nahezu auf Null.
o ener Stromkreis
Bei einem Kurzschluss erreicht der Strom seinen Maximalwert (Anfangskurz­schlussstrom). Dieser Strom wird nur durch den Widerstand der Leitung und den Innenwiderstand der Strom- bzw. Spannungsquelle begrenzt.
Spannungsquelle/
Leistungserzeuger
Kurzschluss
Leistungsverbraucher
A: Strommessgerät S: Schalter R: Widerstand/Sicherung
Abb. 9: Kurzschluss.
Kurschluss
19Trainingsunterlage „Wolfram-Inertgasschweißen“
Page 20
5.7 Spannungsarten und Stromarten
5.7.1 Gleichspannung
Technisch gesehen und dargestellt  ießt Strom immer vom Pluspol zum Minus­pol einer Spannungsquelle. Wenn sich die Belegung der Pole nicht ändert und damit auch die Fließrichtung des Stroms unverändert bleibt, spricht man von einer Gleichspannung.
Gleichspannung ist eine elektrische Spannung, bei der sich Stär­ke (Wert) und Richtung (Polarität) nicht ändern (Abbildung 10).
5.7.2 Gleichstrom
Bezeichnungsvarianten:
DEUTSCHE BEZEICHNUNG
INTERNATIONALE BEZEICHNUNG
ABKÜRZUNG
SYMBOL
Tab. 2: Bezeichnungsvarianten für Gleichstrom.
Gleichstrom ist ein elektrischer Strom, bei dem sich Stärke (Wert) und Richtung (Polarität) nicht ändern (Abbildung 10).
De nition von Gleichspannung
Gleichstrom
Direct Current
DC
De nition von Gleichstrom
Stromspannung
Strom
Abb. 10: Gleichstrom und Gleichspannung.
Mischstrom mit einem überwiegenden Gleichanteil wird ebenfalls als Gleich­strom bezeichnet, wenn die auftretenden Schwankungen für die beabsichtigte Nutzung unwesentlich sind.
20Trainingsunterlage „Wolfram-Inertgasschweißen“
Page 21
5.7.3 Wechselspannung
Es gibt Spannungsquellen (z. B. Steckdosen), bei denen sich die Polarität in einem wiederkehrenden Rhythmus ändert. Durch den Wechsel der Spannung wechselt auch die Fließrichtung des Stroms. In diesem Fall spricht man von einer Wechselspannung.
Wechselspannung ist eine elektrische Spannung, bei der sich in regelmäßigen, wiederkehrenden Abständen die Stärke (Wert) und die Richtung (Polarität) ändern (Abbildung 11).
5.7.4 Wechselstrom
Bezeichnungsvarianten:
DEUTSCHE BEZEICHNUNG
INTERNATIONALE BEZEICHNUNG
ABKÜRZUNG
SYMBOL
Tab. 3: Bezeichnungsvarianten für Wechselstrom.
Wechselstrom ist ein elektrischer Strom, bei dem sich in regel­mäßigen, wiederkehrenden Abständen Stärke (Wert) und Rich­tung (Polarität) ändern. Durch die periodische Wiederholung von positiven und negativen Werten ist die Stromstärke im zeitlichen Mittel Null (Abbildung 11).
De nition von Wechselspannung
Wechselstrom
Alternative Current
AC
De nition von Wechselstrom
Es gibt verschiedene Arten von Wechselstrom. Die Kurvenform der Wechsel­spannung beschreibt die Wechselgröße. Reine Wechselgrößen sind die Recht­eckspannung, die Sägezahnspannung, die Dreieckspannung und die Si­nusspannung oder eine Mischung aus allen diesen Varianten.
Stromspannung
Strom
90 ° 180 °
Abb. 11: Wechselstrom und Wechselspannung.
270 °
360 °
21Trainingsunterlage „Wolfram-Inertgasschweißen“
Page 22
5.8 Der Schweißstromkreis
Ein Schweißstromkreis verhält sich wie ein elektrischer Stromkreis, deshalb gilt auch für den Schweißstromkreis das Ohm’sche Gesetz.
Im Gegensatz zu einem elektrischen Stromkreis besteht ein Schweißstrom­kreis allerdings aus anderen Komponenten.
Die Komponenten eines Schweißstromkreises:
Stromquelle
WIG-Schweißbrenner
Wolframelektrode
Werkstück
Der Schweißstromkreis ist ausschlaggebend für die Entstehung des Lichtbo­gens, ohne den das Wolfram-Inertgasschweißen nicht möglich ist.
Im Schweißstromkreis ist das Formelzeichen für den Schweißstrom Is (A), die Schweißspannung wird mit Us (V) angegeben.
5.9 Zündung des Lichtbogens
Im Schweißstromkreis wird aus Gründen der Unfallverhütung eine niedrige Leerlaufspannung gewählt. Allerdings kann der Lichtbogen wegen dieser niedrigen Spannung nicht selbständig zünden und benötigt deshalb eine Zünd­hilfe.
Komponenten eines Schweißstromkreises
Zündhilfen sind Maßnahmen, die das Erstzünden beim Beginn des Schweißens erleichtern.
Damit zwischen Elektrode und Werkstück ein Lichtbogen entstehen kann, muss die dazwischenliegende Strecke elektrisch leitend gemacht werden. Dies geschieht entweder durch einen bewusst herbeigeführten Kurzschluss (Berüh­rungszündung) oder durch das Anlegen einer hohen Spannung (berührungs­lose Zündung)
5.9.1 Berührungszündung (SOFT-Start-Zündung)
Bei der SOFT-Start-Zündung wird das Werkstück mit der Wolframelektrode berührt (Abbildung 12). Dieser Kontakt gibt der Schweißstromquelle das Start­signal für den Schweißprozess. Wenn anschließend die Elektrode langsam angehoben wird, steigt der Schweißstrom auf den zuvor eingestellten Wert an.
Der Lichtbogen kann ent­weder durch eine Berüh­rung oder berührungslos gezündet werden.
22Trainingsunterlage „Wolfram-Inertgasschweißen“
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Damit wird der Lichtbogen gezündet und der Schweißprozess beginnt. Bei der SOFT-Start-Zündung muss darauf geachtet werden, dass keine unerwünsch­ten Wolframeinschlüsse im Schweißgut entstehen (Abbildung 12).
Abb. 12: Berührungszündung (SOFT-Start-Zündung).
5.9.2 Berührungslose Zündung
Beim WIG-Schweißen wird der Lichtbogen üblicherweise berührungslos ge­zündet. Dabei wird zum Zünden eine Hochspannungsquelle genutzt, die vo­rübergehend zugeschaltet wird (Hochfrequenz-Zündung). Diese Hochspan­nungsimpulse sind nur während der Zündphase aktiv.
Im Normalfall wird der Lichtbogen beim WIG-Schweißen berüh­rungslos gezündet. Die Wolframelektrode und das Werkstück berühren sich dabei nicht.
Bei der berührungslosen Zündung (Abbildung 13) werden schnell aufeinander folgende Hochspannungsimpulse ausgelöst. Dadurch entsteht ein Funke, der auf das Werkstück übergeht und den Lichtbogen zündet.
Ablauf der Hochfrequenz-Zündung:
1. Die Gasdüse so an der Zündstelle auf-
setzen, dass zwischen Wolframelek­trode und Werkstück ein ca. 2 bis 3 mm großer Abstand besteht.
2. Die Brennertaster betätigen.
Beim WIG-Schweißen wird der Lichtbogen im Normallfall berührungslos gezündet.
Beim WIG-Schweißen wird der Lichtbogen im Normallfall berüh­rungslos gezündet.
Ablauf der berührungslo­sen Zündung
3. Über die „HF-Einkoppelspule“ wird die
Ladespannung des Impulskondensators auf etwa 12 KV transformiert.
Bei der Hochfrequenz-Zündung berühren sich die Wolframelek­trode und das Werkstück nicht. Bei dieser Zündart entstehen da­her keine Wolframeinschlüsse und die Spitze der Wolframelek­trode wird nicht beschädigt.
Abb. 13: Berührungslose Zündung.
23Trainingsunterlage „Wolfram-Inertgasschweißen“
Page 24
5.10 Die Polarität beim Wolfram-Inertgasschweißen
An einer Schweißstromquelle ist der Pluspol ist immer der heißere Pol, der Minuspol der kältere.
5.10.1 WIG-Schweißen mit Gleichstrom
Das WIG-Schweißen mit Gleichstrom wird auch WIG DC-Schwei­ßen genannt.
Beim WIG-Schweißen mit Gleichstrom ist der kältere Minuspol mit der Wolfra­melektrode verbunden. Dadurch wird die Elektrode nicht überbelastet und es entsteht ein stabiler Lichtbogen. Der heißere Pluspol ist mit dem Werkstück verbunden. Weil die freien Elektronen von der Wolframelektrode zum Werk­stück  ießen, entsteht die Haupthitze am Werkstück und die Elektrode wird thermisch nur gering belastet.
WIG-Schweißungen mit Gleichstrom sind sehr geräuscharm und der Lichtbo­gen brennt stabil und ruhig. Dies bewirkt eine schmale Schweißnaht mit gutem Einbrand.
Der Pluspol ist immer der heißere Pol.
WIG DC-Schweißen
Der Vergleich zwischen einer plus-gepolten und einer mi­nus-gepolten Elektrode: Schweißt man mit der Wolframelektrode auf dem Pluspol mit 50 A, benötigt man eine Wolframelektrode mit einem Durchmesser von 4,8 mm. Das Ergebnis sind jedoch eine überhitzte Wolfra­melektrode, sehr wenig Einbrand im Werkstück und ein instabiler Lichtbogen.
Schweißt man mit der Wolframelektrode auf dem Minuspol mit 50  A, benötigt man eine Wolframelektrode mit einem Durchmes­ser von 1,6 mm. Das Resultat sind eine kühle Wolframelektrode, ein tiefer Einbrand im Werkstück und ein sehr stabiler Lichtbogen.
Das WIG-Schweißen mit Gleichstrom wird für nahezu alle Metalle verwendet, besonders geeignet sind legierte Stähle und für Nichteisenmetalle wie Messing oder Kupfer.
Ausnahmen gelten beim Schweißen von Aluminium, Magnesium und anderen Leichtmetallen. Sie werden mit Wechselstrom WIG-geschweißt.
Das WIG-Schweißen mit Gleichstrom eignet sich für fast alle Metalle.
Beim WIG-Schweißen von Leichtmetallen wird Wechsel­strom benutzt!
24Trainingsunterlage „Wolfram-Inertgasschweißen“
Page 25
5.10.2 WIG-Schweißen mit Wechselstrom
Das WIG-Schweißen mit Wechselstrom wird bei Aluminium und Magnesium angewendet. Denn es ist z. B. für Aluminium charakteristisch, dass sich durch die große A nität des Metalls zu Sauersto auf allen Ober ächen, die der Luft ausgesetzt sind, sofort eine Oxidschicht bildet.
Die Oxidschicht (Al
) hat einen Schmelzpunkt von ca. 2.050 °C, Alumini-
2O3
um selbst je nach Legierung von ca. 650 °C. Mit einer Oxidschicht auf dem Werksto ist Schweißverbindung nicht möglich, weil das Metall tropfenförmig weg ießen würde. Der Wechselstrom zerstört bzw. verdrängt die Oxidschicht, sodass geschweißt werden kann.
Das WIG-Schweißen mit Wechselstrom wird auch WIG AC­Schweißen genannt.
Die „Reinigungshalbwelle“ (Elektrode am Pluspol) wechselt mit einer „Küh­lungshalbwelle“ (Elektrode am Minuspol) ab. Durch diese Wechsel wird die Oxidhaut zerstört und die Elektrode gleichzeitig mit ausreichend hohem Strom belastet.
Es gibt Ausnahmefälle, bei denen Leichtmetalle mit Gleichstrom WIG-ge­schweißt werden. Dann wird die Wolframelektrode am Minuspol angeschlossen und Helium als Schutzgas verwendet.
WIG AC-Schweißen
Reinigungshalbwelle und Kühlungshalbwelle
Ion
Ion
Polarität
Elektron
Elektron
Material Schmelzpunkt bei ca. 660 °C
Material Schmelzpunkt bei ca. 660 °C
Polarität
Oxid-Schicht Schmelzpunkt bei ca. 2015 °C
Oxid-Schicht Schmelzpunkt bei ca. 2015 °C
Abb. 14: Bei der „Reinigungshalbwelle“ ist die Elektrode am Plus-Pol ange­schlosssen.
Ion
Ion
Elektron
Elektron
Material Schmelzpunkt bei ca. 660 °C
Material Schmelzpunkt bei ca. 660 °C
Polarität
Polarität
Oxid-Schicht Schmelzpunkt bei ca. 2015 °C
Oxid-Schicht Schmelzpunkt bei ca. 2015 °C
Abb. 15: Bei der „Kühlungshalbwelle“ ist die Elektrode am Minus-Pol angeschlossen.
25Trainingsunterlage „Wolfram-Inertgasschweißen“
Page 26
5.11 Verständnisfragen
Wie wird die Einheit für elektrische Spannung genannt?
Wie wird die Einheit für den elektrischen Strom genannt?
Welche Strom- und Spannungsarten gibt es?
Welche Stromarten kommen beim WIG-Schweißen zum Einsatz?
Warum sollte die Wolframelektrode nicht an den Pluspol angeschlossen
werden?
Was bewirken die Hochspannungsimpulse bei der WIG-Schweißung?
26Trainingsunterlage „Wolfram-Inertgasschweißen“
Page 27
6. SCHWEISSGERÄTETECHNIK
6.1 Stromquelle
Das Wolfram-Inertgasschweißen erfordert eine hohe Stromstärke und eine niedrige elektrische Spannung. Dafür ist eine Schweißstromquelle erforder­lich. Schweißstromquellen wandeln den aus dem Netz verfügbaren Strom mit hoher Spannung und niedriger Stromstärke in einen Strom um, der für das Schweißen geeignet ist. Darüber hinaus sorgen Schweißstromquellen dafür, die im aus dem Netz kommende Wechselspannung gleichzurichten (außer beim Streukerntransformatoren) und den Schweißstrom zu regeln. Moderne Schweißstromquellen sind digital geregelt und ermöglichen eine stufenlose Stromeinstellung. Dies ist wichtig, um verschiedene Blechdicken schweißen zu können.
Aufgaben der Schweißstromquelle
Abb. 16: Schweißbereite WIG-Ausrüstung.
Abb. 17: Das übersichtliche Display.
Folgende Schweißstromquellentypen können für das WIG-Schweißen genutzt werden:
6.1.1 Inverter-Stromquellen (TransTig und Magic
Wave)
Moderne Inverter-Stromquellen ermöglichen schnelle Reaktionen auf Veränderungen im Schweißprozess.
Inverter-Stromquellen (Abbildung 18) entspre­chen dem aktuellen Stand der Technik. Die Geräte bilden aus der Netzspannung eine gepulste Spannung mit hoher Frequenz.
Abb. 18: Invertergesteuerte Stromquelle.
Bei Inverter-Stromquellen wird die Netzspannung sofort nach dem Haupt­schalter gleichgerichtet (daher der Name Inverter) und anschließend von einer Transistorstufe zerlegt. Diese Transistorstufe, auch Primärmodul genannt, arbeitet je nach Gerätetyp mit 40 KHz (IGPT-Transformatoren) bis 100 kHz, das bedeutet, der Schweißtransformator wird nicht mit 50 Hz versorgt, sondern mit bis zu 40.000 Hz.
Funktionsweise von Inverter­Stromquellen
27Trainingsunterlage „Wolfram-Inertgasschweißen“
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Diese Spannung gelangt an den Schweißtransformator, der aufgrund der hohen Frequenz leicht, kompakt und e zient konstruiert werden kann.
Inverter-Stromquellen verfügen über einen Gleichrichter. Die geringe Welligkeit des Transformator-Ausgangsstroms erlaubt eine kompakte Ausführung. Bei Inverter-Stromquellen besteht der Gleichrichter daher lediglich aus ungesteu­erten Dioden.
Abb. 19: Funktionsweise einer Inverter-Stromquelle.
1: Eingang: sinusförmiger
Wechselstrom
2: Gleichrichten (primär) 3: Pu ern und Schalten 4: Transformieren 5: Gleichrichten (sekundär) 6: Glätten 7: Ausgang für Schweißung
Stromquellen für das WIG-Schweißen können auf Grund ihrer Eigenschaften und Bauweise auch zum Lichtbogenhandschweißen eingesetzt werden.
Prinzipiell gibt es zwei unterschiedliche Geräteausführungen für das WIG­Schweißen:
1. TransTig-Stromquellen
2. MagicWave-Stromquellen
TransTig-Stromquellen sind kostengünstig. Sie werden immer dann genutzt, wenn der Schweißprozess einen Gleichstrom erfordert.
MagicWave-Stromquellen haben einen komplexen Aufbau. Sie können für Wechselstrom- und Gleichstrom-Anwendungen genutzt werden, sodass mit ihnen alle Metalle geschweißt werden können.
TransTIG-Strom­quellen
MagicWave-Strom­quellen
28Trainingsunterlage „Wolfram-Inertgasschweißen“
Page 29
6.1.2 Leistungsschild
Ein Leistungsschild (Abbildung 20), manchmal auch „Typschild“ genannt, ist eine vom Hersteller angebrachte Kennzeichnung an der Stromquelle. Das Leis­tungsschild enthält identi zierende, beschreibende und klassi zierende Daten. Durch diese Informationen weiß der Schweißer, unter welchen Bedingungen das Gerät betrieben werden kann.
Symbol für Schweißstrom (--- Gleichstorm ~ Wechselstrom)
Symbol für Blockschaltschild
Stromqullenaufbau (z. B. Inverter)
Symbol für Schweißprozess
Schutzklasse
Leerlaufspannung
max. auftretende Peakspannung
Symbol für Netzanschluss
Abb. 20: Leistungsschild einer WIG-Stromquelle.
Das Leistungsschild gibt wich­tige Hinweise zum Umgang mit der Stromquelle.
Normvorschrift für Hersteller
Leistungsbereich Einschaltdauer
prim. Aufnahmestrom bei max. Schweißstrom prim. Aufnahmestrom bei 100 % ED
Vorgeschriebene Netzabsicherung
6.2 Schweißbrenner
Das Kernstück eines WIG-Schweißbrenners ist eine nicht abschmelzende, temperaturbeständige Wolframelektrode. Von dieser Elektrode geht ein Licht­bogen aus, der den Werksto erwärmt und ver üssigt. Um die Wolframelek­trode herum ist eine Düse angebracht, aus der Schutzgas austritt. Die aus­tretende Gasströmung schützt die erhitze Wolframelektrode und den erhitzten Grundwerksto vor chemischen Reaktionen mit der Umgebungsluft.
Die Belastung eines WIG-Schweißbrenners hängt davon ab, ob mit Gleich­strom (DC) oder Wechselstrom (AC) geschweißt wird. Beim Wechselstrom ist die Belastung höher.
Schweißbrenner für das WIG-Schweißen müssen gekühlt wer­den. Es gibt zwei verschiedene Kühlsysteme:
1. wassergekühlte Schweißbrenner
2. gasgekühlte Schweißbrenner
Aufbau und Funktionsweise eines WIG-Schweißbrenners
Neue, sogenannte „intelligente“ WIG-Schweißbrenner (Abbildung 21) sind mit einer Fernbedienung und einem Display ausgestattet. So kann der Schweißer direkt am Arbeitsplatz die gewünschten Parameter einstellen und vorprogram­mierte Jobs abrufen oder beein ussen. Das Display zeigt die Parameter digital an (Abbildung 22). Teilweise können verschiedene Rohrbogengrößen an dem gleichen Schlauchpaket eingesetzt werden (Abbildung 23).
29Trainingsunterlage „Wolfram-Inertgasschweißen“
Page 30
Abb. 21: Ergonomischer WIG-Brenner.
Abb. 22: Display. Abb. 23: Wechselbarer Rohrbogen.
6.2.1 Gasgekühlte Schweißbrenner
Gasgekühlte Schweißbrenner werden mit einem genormten Anschluss an die Stromquelle angeschlossen (Abbildung 21). Die Kühlung erfolgt durch das Schutzgas und die Umgebungsluft. Weil man gasgekühlten Brennern nicht auf Kühlwasser angewiesen ist, eignen sich diese Schweißbrenner gut für die Benutzung auf Baustellen.
In Abhängigkeit von der Einschaltdauer eignen sich gasgekühlten Brenner für Schweißströme in der Größenordnung von 150 bis 200 A. Bei größeren Be­lastungen würden die Brennerabmessungen und das Brennergewicht zu groß.
Vorsicht! Wenn gasgekühlte WIG-Schweißbrenner überbelastet
werden, kann es passieren, dass die metallischen Teile verschmoren und die keramische Gasdüse zerspringt.
6.2.2 Wassergekühlte Schweißbrenner
Für Brennerteile, die einer starken Erwärmung ausgesetzt sind, nutzt man Kühlwasser, das über eine Wasserrückkühlanlage zugeführt wird (Abbildung 24). Die Wasserrückkühl­anlagen sind meisten unterhalb der Stromquel­le montiert. Wassergekühlte Schweißbrenner haben ein relativ dünnes Schweißstromkabel, das im Wasserrücklaufschlauch liegt. Deshalb
Abb. 24: Wasserrückkühlanlage.
sind diese Brenner leichter als gasgekühlte.
Gasgekühlte Schweiß­brenner eignen sich gut für Arbeiten auf Baustellen.
Wichtiger Sicherheitshinweis!
Wassergekühlte Schweißbrenner werden bei Schweißströmen von etwa 150-200 A genutzt. Zusätzlich zur Stromstärke entscheidet auch die Einschaltdauer darüber, ob ein wasserge­kühlter Brenner zum Einsatz kommt.
Abb. 25: Genormter Bren­neranschluss.
30Trainingsunterlage „Wolfram-Inertgasschweißen“
Page 31
6.3 Wolframelektroden
6.3.1 Arten von Wolframelektroden
Im Vergleich zu allen anderen reinen Metallen hat Wolfram den höchsten Sie­depunkt und den höchsten Schmelzpunkt.
Wolframelektroden sollten folgen Eigenschaften besitzen:
gute Zünd- und Wiederzündfähigkeiten
Hervorbringen eines konstanten Lichtbogens
lange Standzeit
hohe Strombelastbarkeit
universelle Einsatzmöglichkeiten für Gleichstrom und Wech-
selstrom
Wolframelektroden werden mit Hilfe des Sinterprozesses hergestellt. Das Ver­halten und die Standzeit der Elektroden kann durch das Zumischen von Oxiden beein usst werden. Dieser Vorgang wird Dotierung genannt.
Für die Zündfähigkeit einer Wolframelektrode ist die sogenannte Elektronen­austrittsarbeit entscheidend. Der Begri Elektronenaustrittsarbeit beschreibt die Kraft, die benötigt wird, um ein Elektron aus dem Atomverband der Wolfra­melektrode zu lösen.
Eine niedrige Elektronenaustrittsarbeit heißt, dass nur wenig Kraft aufgewen­det werden muss und der Lichtbogen leicht gezündet werden kann. Durch die Dotierung mit Oxidzusätzen kann diese Elektronenaustrittarbeit weiter reduziert werden. Ein weiterer positiver E ekt von Oxidzusätzen ist die höhere Temperaturbelastbarkeit der Elektrode.
Eigenschaften von Wolframelektroden
Dotierung
Elektronenaustrittsarbeit
Wirkung von Oxidzusätzen
Beispiele für Oxidzusätze: Lathanoxid: La Cer(III)-oxid: Ce2O Cer(IV)-oxid: CeO Thoriumdioxid: ThO Zirkonoxid: ZrO
2O3
3
2
2
2
Oxide sollten in der Wolframelektrode möglichst gleichmäßig (homogen) ver­teilt sein.
Über die Wahl der richtigen Elektrode informiert die internationale Norm DIN EN ISO 6848. Entsprechend dieser Norm sind nachfolgend die gebräuchlichsten Elektrodenarten mit ihrer Kurzbezeichnung und ihrer Farbkennung aufgelistet.
Beispiele für Oxidzusätze
31Trainingsunterlage „Wolfram-Inertgasschweißen“
Page 32
KURZZEICHEN OXID
WP – – 99,9 Grün
WC 20 Ceroxid 1,8 - 2,2 Rest Grau
WL 10 Lanthanoxid 0,8 - 1,2 Rest Schwarz
WL 15 Lanthanoxid 1,3 - 1,7 Rest Gold
WL 20 Lanthanoxid 1,8 - 2,2 Rest Blau
WT 10 Toriumoxid 0,8 - 1,2 Rest Gelb
WT 20 Toriumoxid 1,7 - 2,2 Rest Rot
WT 30 Toriumoxid 2,8 - 3,2 Rest Violett
WZ 3 Zirkonoxid 0,15 - 0,5 Rest Braun
WZ Zirkonoxid 0,7 - 0,9 Rest Weiß
WS 2
Tab. 4: Wolframelektroden nach DIN EN 26848.
SelteneErde Oxid
OXID-ANTEIL (IN %)
max. 2 Rest Türkis
WOLFRAM­ANTEIL (IN %)
KENNFARBE
Wolframelektroden mit Thoriumoxid haben eine schwache Radioaktivität. Des­halb werden sie nur sehr selten verwendet.
Wolframelektroden nach DIN-Norm
Ein Beispiel: DIN EN ISO 6848: WCe20 -1,6 -75
Norm Kennzeichnungscode
Elektrode ISO 6848 -WCe 20 -1,6 -75
Lieferform
Norm-Nummer
Abb. 26: Erläuterung der Normbezeichnung.
Wolfram mit
1,8...2,2 % Ceroxid
Die farbige Kennzeichnung am Ende der Wolframelektrode (Ab­bildung 27) sollte stets erhalten bleiben.
Handelsübliche Durchmesser für Wolframelektroden:
Elekroden-
durchmesser
Elektrodenlänge
1,0 mm
1,6 mm
2,4mm
3,2mm
4,8 mm
6,4 mm
Abb. 27: Farbkennzeichnung an der Wolframelektrode.
Die gebräuchlichste Länge bei Wolframelektroden beträgt 175 mm.
Farbkennzeichnungen von Wolframelektroden
32Trainingsunterlage „Wolfram-Inertgasschweißen“
Page 33
6.3.2 Schleifen von Wolframelektroden
Der Ablauf des Schweißprozesses und die Qualität der Schweißnaht werden von der Form der Elektrodenspitze beein usst.
Um eine qualitativ hochwertige Naht zu erzielen, muss die Wolframelektrode in den meisten Fällen angeschli en werden. Der Anschli winkel ist abhängig davon, ob mit Gleichstrom oder mit Wechselstrom geschweißt wird.
Es gilt: Je feiner das Schli bild ist, desto höher ist die Standzeit der Elektrode und desto besser wird die Schweißnaht.
Das Schleifen von Wolframelektroden muss sehr sorgfältig durchgeführt wer­den:
1. Vor dem Anschleifen muss zunächst kontrolliert werden, dass die Elektrode
nicht abgekni en oder abgebrochen ist.
Je feiner das Schli ­bild, desto besser wird die Schweißnaht
2. Es wird immer in Längsrichtung geschli en.
3. Der Anschli muss eine zentrierte Spitze hervorbringen, da sonst die Zün-
dung neben dem eigentlichen Zündungspunkt ausgelöst wird und der Licht­bogen instabil werden kann.
4. Der Anschli winkel hängt von der gewünschten Einbrandtiefe und von der
Breite der Schweißnaht ab.
5. Nach dem Anschli muss die Spitze der Elektrode abgestumpft werden.
Dadurch verringert sich die Belastung an der Spitze und die Standzeit ver­längert sich. Die abgestumpfte Spitze sollte eine Größe von ca. 10 % des Elektrodendurchmessers haben.
Für das Anschleifen der Wolframelektro­den werden spezielle Schleifgeräte genutzt (Abbildung 28). Beim Anschleifen der Wolfra­melektrode muss die Schleifscheibe gegen die Elektrodenspitze laufen, um ein Abbrechen des spröden Werksto es zu vermeiden.
Abb. 28: Wolframelektro­den-Schleifgerät.
Beim Schweißen mit Gleich­strom wird die Elektrode in einem Winkel von ca. 30 ° geschli en (Abbildung 29). Dadurch ist der Lichtbogen sehr konzentriert. Die Länge der geschli enen Spitze entspricht ungefähr dem doppel-
Abb. 29: Anschli winkel von 30 ° veun WIG DC-Schweißen.
ten Durchmesser der Elektrode.
Schleifen von Wolframelektroden
Anschli winkel beim Schweißen mit Gleichstrom
33Trainingsunterlage „Wolfram-Inertgasschweißen“
Page 34
Beim Schweißen mit Wechselstrom werden Elektroden angeschli en, deren Durchmesser größer als 1,6 mm ist. Der Anschli winkel liegt bei etwa 90°. Beim anschließenden Schweißprozess bildet sich an der Elektrodenspitze eine Kugel (Kalotte).
Beim Schweißen von Aluminium wird meisten Wechselstrom verwendet. Dadurch wird die Wolframelektrode stärker belastet als bei der Verwendung von Gleichstrom. Die Spitze der Wolframelektrode sollte daher als Kalotte aus­gebildet werden. Abhängig von Anwendungsfall kann die Kalotte verschiedene Durchmesser aufweisen. (Abbildung 30 und 31).
Anschli winkel beim Schweißen mit Wechselstrom
Kalotte
Abb. 30: AC-Schweißen: Kalotte 1,0 mm.
Abb. 31: AC-Schweißen: Kalotte 2,4 mm.
Je größer der Kalotten-Durchmesser ist, desto breiter wird der Lichtbogen!
Beim mechanisierten Schweißen müssen Wolframelektroden immer ange­schli en werden.
6.4 Fernregler
Wenn Einstellungen an der Schweißstromquelle direkt am Schweißplatz vor­genommen werden müssen, ist ein Fernregler (Abbildung 32) hilfreich. Eine Fußfernbedienung beispielsweise ermöglicht ein präzises Arbeiten, da die schweißende Person ihre Hände für die Brennerführung und für das Zuführen des Zusatzmaterials nutzen kann (Abbildung 33).
Bei neuen WIG-Schweißsystemen erfolgt der Datenaustausch zwischen Fern­regler und Stromquelle kabellos via Bluetooth. Bei diesen Systemen übernimmt der digitale Schweißbrenner die Masterfunktion, sodass während des Schwei­ßens über den Fernregler am Brennergri Parameterkorrekturen vorgenom­men werden können.
Die Breite des Licht­bogens hängt von der Kalotte ab.
Fernregler erleichtern die Abläufe beim Schweiß­prozess.
Abb. 32: Kabelloser Fußfernregler und Handfernregler.
Abb. 33: Fernregler am WIG­Schweißbrenner.
34Trainingsunterlage „Wolfram-Inertgasschweißen“
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6.5 Verständnisfragen
Welche Vorteile bieten Inverter-Stromquellen beim WIG-Schweißen?
Auf dem Leistungsschild einer Stromquelle stehen verschiedenen Anga-
ben. Drei davon sind …
Ab welcher Stromstärke sollten wassergekühlte WIG-Brenner genutzt wer-
den?
Welche Eigenschaften sollten Wolframelektroden besitzen?
Warum bildet sich beim WIG-Wechselstromschweißen eine Kalotte an der
Wolframelektrode aus?
35Trainingsunterlage „Wolfram-Inertgasschweißen“
Page 36
7. SCHWEISSZUSÄTZE
7.1 Schweißzusatzstäbe für das WIG-Schweißen
Für das manuelle WIG-Schweißen werden in der Praxis hauptsächlich Schweißzusatzstäbe mit folgenden Durchmessern verwendet:
1,6 mm
2,0 mm
2,4 mm
3,2 mm
4,0 mm
Bei automatisierten Anwendungen werden dieselben Drahtdurchmesser ein­gesetzt wie beim Metall-Inertgas- (MIG) bzw. Metalll-Schutzgasschweißen (MAG). Gängige Durchmesser sind:
0,8 mm
1,0 mm
Ducrhmesser von Schweißzusatzstä­ben beim manuellen WIG-Schweißen.
Durchmesser von Schweiß­zusatzstäben beim automati­sierten WIG-Schweißen.
1,2 mm
1,6 mm
Der Zusatzwerksto ist grundsätzlich immer höher legiert als der Grundwerk­sto . Diese höhere Legierung wirkt einem Legierungsabbrand durch den Licht­bogen entgegen und gewährleistet dadurch eine hohe Schweißnahtqualität.
Die jeweilige Kennzeichnung ist am Ende des Schweißzusatzstabes einge­prägt und sollte stets erhalten bleiben (Abbildungen 34 und 35).
Abb. 34: Unlegierter Schweißzusatzstab.
Abb. 35: Legierter Schweißzusatzstab.
Zusatzwerksto e sind höher legiert als der Grundwerksto .
Es gilt: Unabhängig davon, welches Material im WIG-Verfahren ver­schweißt wird, ist die Qualität von Schweißnähten, die mit ei­nem Schweißzusatzstab gefertigt wurden immer höher als bei Schweißnähten, die ohne Zusatzstab gefertigt wurden.
Schweißzusatzstäbe verbessern die Schweiß­nahtqualität
36Trainingsunterlage „Wolfram-Inertgasschweißen“
Page 37
7.2. Normung der Schweißzusatzstäbe zum WIG-Schweißen
Schweißstäbe zum WIG-Schweißen sind nach Norm gekennzeichnet. Die Angaben informieren über die jeweils geltende Norm und die Zusammenset­zung des Schweißzusatzstabs.
7.2.1 Schweißzusatzstäbe für unlegierte Stähle und Feinkornstähle nach DIN EN ISO 636
Die Schweißzusatzstäbe bestehen aus Stahl. Die wichtigsten Legierungsele­mente sind Silizium und Magnesium.
Stab ISO 636-A–W 3Si1
Lieferform
Norm-Nummer
Schweißprozess WIG
chemische Zusammensetzung
Abb. 36: Normbezeichnung eines unlegierten Zusatzwerksto s.
unlegierte Stähle und Feinkornstähle
7.2.2 Schweißzusatzstäbe für korrosionsbeständige und hitzebeständige Stähle
nach DIN EN ISO 14343
Die Angaben der Legierungselemente Chrom, Nickel und Molybdän erfolgt in Prozentangaben. Zusätzliche erfolgt noch die Angabe der Stabilisierungs­elemente Niob und Titan.
Stab ISO 1434–W 19 12 3 Nb
Lieferform
Norm-Nummer
Schweißprozess WIG
Gehalt Legierungselemnte (in % Angabe)
Chrom Nickel Molybdän
Stabiliserungselement
Abb. 37: Normbezeichnung eines korrosionsbeständigen Schweißzusatzstabs nach DIN EN ISO 14343.
7.2.3 Schweißzusatzstäbe zum Schweißen von Aluminium und Aluminiumlegierun­gen nach DIN EN ISO 18273
Die Angabe der chemischen Zusammensetzung ist in der Norm nicht vorge­schrieben. Es reicht aus, das Legierungskennzeichen zu verwenden.
korrosions­und hitzebeständige Stähle
ISO 18273–S Al5754 (AlMg3)
Norm-Nummer
Massivdraht oder Stab
Numerische Legierungskurzzeichen
chemische Zusammensetzung
Abb. 38: Normbezeichnung eines Schweißzusatzstabs nach DIN EN ISO 18273.
37Trainingsunterlage „Wolfram-Inertgasschweißen“
Page 38
Praxistipps:
1. Hersteller geben genaue Informationen über ihre Zusatzwerk-
sto e. Die richtige Auswahl muss jedoch durch eine Fachper­son erfolgen.
2. Die Wärme des Schmelzbades kann durch den Drahtdurch-
messer beein usst werden: Ein dicker Draht hat einen hö­heren Kühle ekt auf das Schmelzbad als ein dünner Draht, weil der Draht die Wärme „wegzieht“ und ein Durchbrennen verhindert. Diesen E ekt nutzt man vor allem beim Alumini­umschweißen und beim WIG-Schweißen von Dünnblechen.
3. Schweißstäbe für das Gasschmelzschweißen sollten keines-
falls zum WIG-Schweißen genutzt werden, da dies Poren ver­ursachen kann.
7.3 Schutzgase für das WIG-Schweißen
Schutzgase sind nach DIN EN ISO 14175 genormt.
Praxistipps!
Während des Schweißprozesses erfüllen die Schutzgase ver­schiedene Funktionen:
Sie ionisieren die Luftstrecke zwischen der Wolframelektrode
und dem Werkstück.
Sie stabilisieren den Lichtbogen.
Sie schützen das Schmelzbad vor Ein üssen der Umgebungs-
luft.
Sie beein ussen das Einbrandverhalten und die Wirtschaft-
lichkeit.
Zum WIG-Schweißen werden fast ausschließlich inerte, d.h. reaktionsträge Gase verwendet, denn diese Gase gehen keine Reaktion mit dem Schmelzbad ein.
In seltenen Fällen werden Mischgase verwendet, wie z.B.
Argon + 5%H2 (Wassersto ) oder
Argon mit minimalen aktiven Anteilen im ppm Bereich.
Funktionen des Schweiß­schutzgases.
Inerte Gase sind reaktionsträge.
38Trainingsunterlage „Wolfram-Inertgasschweißen“
Page 39
Die Gasart ist an der Flaschen­schulter durch eine genormte Kennfarbe ersichtlich (Abbildung
39):
Argon hat die Kennfarbe Dun-
kelgrün.
Helium hat die Kennfarbe
Braun.
Die Schutzgasmenge wird mit ca. 5-10 l/min angesetzt (Abbildung 40). Die tatsächlich benö­tigte Menge an Schutzgas wird von den Umge­bungsbedingungen, der Schmelzbadgröße und dem Gasdüsendurchmesser beein usst.
7.3.1 Argon (Ar):
Ist ein inertes Gas mit sehr guten Zündeigenschaften.
Abb. 39: Kennfarbe an der Flaschenschulter.
Wichtiger Sicherheitshinweis: Gas aschen immer gegen Umfallen sichern!
Abb. 40: Messrohr zur Messung direkt an der Gasdüse.
Argon formt einen sogenannten  ngerförmigen Einbrand.
Im Vergleich zu anderen inerten Gasen ist Argon günstig, weil es aus der
Luft gewonnen wird.
Das Schutzgas Argon kann für alle Materialien verwendet werden.
Das am häu gsten verwendete Schutzgas beim WIG-Schwei­ßen ist Argon.
7.3.2 Helium (He):
Genau wie Argon ist auch Helium ein inertes Gas, das keine Reaktion mit dem Schmelzbad eingeht. Helium wird in der Praxis gerne auch als ein „sehr heißes Gas“ bezeichnet und bietet Vor- und Nachteile.
Praxistipps:
1. Wird sauersto freies Kupfer geschweißt, muss man auf
Argon-Helium-Gasgemische zurückgreifen.
Argon
Argon wird am häu­ gsten als Schutzgas verwendet.
Helium
Praxistipps!
2. Bei Materialstärken von 5 mm und mehr ist das WIG-Schwei-
ßen von Kupfer nur noch mit reinem Helium wirtschaftlich und qualitativ hochwertig möglich.
39Trainingsunterlage „Wolfram-Inertgasschweißen“
Page 40
Vorteile
Nachteile
+ Helium ist gegenüber Argon ein
viel besserer Wärmeleiter (ca. 8 Mal besser als Argon).
+ Durch die höhere Wärmeleit-
fähigkeit wird mit Helium ein tiefer und breiter Einbrand erreicht.
+ Die extrem gute Wärmeleitfä-
higkeit von Helium verursacht weniger Anlassfarben auf der Schweißnahtober äche als Argon.
- Helium ist ein sehr teures Gas,
weil es nicht aus der Luft ge­wonnen wird, sondern aus dem Boden.
- Der Gasverbrauch ist hoch,
weil Helium leichter als Luft ist.
- Wegen der guten Wärmeleit-
fähigkeit ist Helium nicht für Dünnblechschweißungen geeignet.
- Verglichen mit Argon hat
Helium schlechtere Zündeigen­schaften.
7.4 Verständnisfragen
Warum sollte der Zusatzwerksto beim WIG-Schweißen etwas höher le-
giert sein als der Grundwerksto ?
Die Vor- und Nachteile von Helium.
Was muss bei der Normbezeichnung von Aluminiumzusatzwerksto en
angegeben werden?
Warum eignet sich Helium nicht für die Dünnblechschweißung?
Für welche Materialien eignet sich beim WIG-Schweißen Argon als Schutz-
gas?
40Trainingsunterlage „Wolfram-Inertgasschweißen“
Page 41
8. CC- UND CV-CHARAKTERISTIK
8.1 CC- und CV-Charakteristik
Eine Schweißstromquelle muss dazu in der Lage sein, den eingestellten Schweißstrom auch dann zu halten, wenn sich die Länge des Lichtbogens (der Abstand zwischen Wolframelektrode und Werkstück) verändert (Abbildungen 41 und 42).
U (V)
I (A)
Abb. 41: Stark fallende Stromquellenkennlinie.
Abb. 42: WIG-Stromquelle.
Wird der Lichtbogen länger, erhöht sich die Schweißspannung. Wird der Lichtbogen kürzer, wird die Schweißspannung geringer. Dieser Zusammenhang wird Regelverhalten genannt.
Laut dem Ohm’schen Gesetz U = R x I gilt für die Stromstärke I:
Stromstärke (I) =
Spannung (U) Widerstand (R)
Nach dieser Formel müssen sich Spannung und Widerstand proportional zueinander verhalten, um den Stromwert gleich zu halten.
Beim Wolfram-Inertgasschweißen ist es nicht möglich, die Lichtbogenlän­ge 100-prozentig konstant zu halten. Deshalb verwendet man bei diesem Schweißverfahren eine sogenannte Constant-Current-Charakteristik (CC­Charakteristik). Die CC-Charakteristik regelt die Lichtbogenlänge über die elek­trische Spannung. Dadurch bleibt die Stromstärke konstant und der Lichtbogen wird auch dann aufrechterhalten, wenn sich die Elektrodenführung ändert.
De nition vom Regel­verhalten
Constant Current­Charakteristik
41Trainingsunterlage „Wolfram-Inertgasschweißen“
Page 42
Die Schweißspannung Us (V) wiederum ergibt sich aus der Lichtbogenkenn­linie. Deren Lage und Position hängt vom verwendeten Elektrodendurchmes­ser und vom Elektrodentyp ab.
CV-Charakteristik: Das Gegenteil einer Konstant-Stromkennlinie ist eine Konstant-Spannungs­kennlinie, engl.: Constant-Voltage-Charakteristik (CV-Charakteristik).
Bei Stromquellen mit CV-Charakteristik bleibt die Schweißspannung Us (V) während des Schweißens konstant und die Schweißtromstärke Is (A) wird kon­tinuierlich angepasst. Um den Schweißprozess zu regulieren, wird der Schweißstrom erhöht oder verringert.
Stromquellen mit CV-Charakteristik sind für das Wolfram-Inertgasschweißen nicht geeignet, da mit jedem Zurückziehen der Elektrode der Lichtbogen sofort erlöschen würde. Eine Ausnahme sind Multiprozessanlagen.
Stromquellen mit CV-Charakteristik werden deshalb für das Metall-Inert­gas-Schweißen (MIG) und das Metall-Aktivgasschweißen (MAG) genutzt.
8.2 Verständnisfragen
Welche Schweißstromquellen werden für das Wolfram-Inertgasschweißen
verwendet?
Nach welchem Prinzip wird beim Wolfram-Inertgasschweißen die Lichtbo-
genlänge geregelt?
42Trainingsunterlage „Wolfram-Inertgasschweißen“
Page 43
9. FUNKTIONEN EINER WIG-SCHWEISSSTROMQUELLE
9.1 Die Bedienelemente einer WIG-Schweißstromquelle
1: Taste für den Betriebsstart 2: Taste zum Gasprüfen 3: Lesezone für die Key-Karte 4: Einstellrad zur
Parameterauswahl
5: Menü-Taste 6: Favoriten-Taste 7: Display 8: Anzeige „HOLD“ für die
Schweißform
Abb. 43: Bedienelemente einer WIG-Schweiß­stromquelle.
9: Statuszeile
10: Anzeige „HOLD“ für die
Schweißspannung
9.2 2- und 4-Takt-Betrieb
WIG-Schweißstromquellen haben zwei unterschiedliche Taktbetriebe:
2-Takt-Betrieb
4-Takt-Betrieb
Mit der Auswahlmöglichkeit zwischen diesen beiden Taktbetrieben kann der Bediener entscheiden, ob er die Brennertaste permanent betätigen möchte oder nur zum Starten und Stoppen. Diese Entscheidung ist abhängig von der Schweißlänge bzw. Schweißdauer.
9.2.1 Anleitung für den 2-Takt-Betrieb
I
GPr
I
1
t
t
down
GPoUPS
Taktbetriebe und Schweißlänge
2-Takt-Betrieb
Abb. 44: 2-Takt-Betrieb.
1. Zu Beginn des Schweißens: Brennertaste zurückziehen und halten.
2. Am Ende des Schweißvorgangs: Brennertaste loslassen.
43Trainingsunterlage „Wolfram-Inertgasschweißen“
Page 44
9.2.2 Anleitung für den 4-Takt-Betrieb
I
I
s
I
1
I
2
*)
I
1
I
t
t
GPR GPOUPS
Abb. 45: 4-Takt-Betrieb.
t
down
1. Schweißbeginn mit Startstrom Is: Brennertaste zurückziehen und halten.
2. Schweißen mit Hauptstrom I: Brennertaste loslassen.
3. Absenken auf Endstrom I
E: Brennertaste zurückziehen und halten.
4. Bei Schweißende: Brennertaste loslassen.
* Zwischenabsenkung: Bei der Zwischenabsenkung wird während der Haupt­strom-Phase der Schweißstrom auf den eingestellten Absenkstrom I abge­senkt.
9.3 RPI-Zündung
4-Takt-Betrieb
RPI ist die Abkürzung für „Reversed Polarity Ignition“ und beschreibt das „Zünden mit umgekehrter Polarität“ (Abbildung 46).
Wie bereits erwähnt, ist der Pluspol immer der heißere Pol. Um einen stabilen Lichtbogen zu erzeugen, wird bei der RPI-Zündung mit dem Plus­pol gezündet. Damit dabei dünne Bleche nicht durchbrennen, liegt der Pluspol nur für wenige Millisekunden an der Wolframelektrode. Anschließend polt die Schweißstromquelle automatisch auf den Minuspol um. Die Wolfra­melektrode wird also nur sehr kurz erhitzt, was ein stabiles und sicheres Zün­den des Lichtbogens ermöglicht.
Bei Schweißungen mit Wechselstrom (AC) wir immer auf dem Pluspol gezündet, deshalb steht die Funktion „RPI“ nur bei WIG-Wechselstromgeräten zur Verfügung (MagicWave).
Reversed Polarity Ignition
Pluspolzündung beim WIG-Schweißen mit Wechselstrom
44Trainingsunterlage „Wolfram-Inertgasschweißen“
Page 45
Ion
Ion
Elektron
Elektron
Material
Material
Schmelzpunkt bei ca. 660 °C
Schmelzpunkt bei ca. 660 °C
Polarität
Oxid-Schicht Schmelzpunkt bei ca. 2015 °C
Polarität
I+
Oxid-Schicht Schmelzpunkt bei ca. 2015 °C
t
Ion
Ion
Elektron
Elektron
Material Schmelzpunkt
Material
bei ca. 660 °C
Schmelzpunkt bei ca. 660 °C
Polarität
Oxid-Schicht Schmelzpunkt bei ca. 2015 °C
0
Polarität
I-
Oxid-Schicht Schmelzpunkt bei ca. 2015 °C
Abb. 46: RPI-Zündung.
9.4 Heftfunktion (TAC)
Mit der Heftfunktion lassen sich Bauteile schnell und bequem Zusammenheften.
Das Prinzip der Heftfunktion basiert darauf, die Ober ä­chenspannung von  üssigem Metall aufzuheben. Dies ge­schieht durch voreingestellte Pulsparameter.
Heftfunktion
Wenn man zwei Bleche stumpf miteinander verbinden möchte, kann es passie­ren, dass sich an der Stelle, an der die beiden Bleche schmelzen, die Schmelz­bäder voneinander wegbewegen und keine Verbindung eingehen. Durch die Pulsparameter der Heftfunktion wird das  üssige Metall in Schwingung versetzt. Dadurch hebt sich die Ober ächenspannung auf und die beiden Schmelzbäder vermischen sich.
Die Pulsparameter der Heftfunktion lassen sich mit einem Glas Wasser verglei­chen, das leicht über den Rand des Glases hinaus befüllt werden kann. Bringt man nun das Wasserglas leicht in Schwingung, hebt diese Schwingung die Ober ächenspannung auf und das Wasser  ießt herunter.
Praxistipp:
Ist der Heftpunkt ausgeführt, sollte man den WIG-Schweißbrenner nicht sofort wegbewegen, sondern noch ein paar Sekunden warten. Die Gasnachströmung schützt den noch heißen Heftpunkt vor Sauer­sto , sodass Heftpunkte ohne Anlassfarben erzeugt werden können. Diese lassen sich anschließend leicht überschweißen.
Pulsparameter heben die Ober ächenspannung auf.
Praxistipp!
45Trainingsunterlage „Wolfram-Inertgasschweißen“
Page 46
9.5 Balanceeinstellung
Die Balanceeinstellung ist wichtig für das WIG-Schweißen mit Wechselstrom, der beim Schweißen von Leichtmetallen die entstehende Oxidschicht wegbricht.
Mit der Funktion „AC-Balance“ lassen sich die Zeiten für die „Reinigungshalbwelle“ und die „Kühlhalbwelle“ einstellen.
9.5.1 Balance von 33 %
Die Standardeinstellung für den Wechsel zwischen den Wellen ist ein positiver Halbwellenanteil von 33 % und ein negativer Halbwellenanteil von 66 % (Abbil­dungen 47 und 48).
+
t (s)
-
Abb. 47: Die Balanceeinstellung von 33 %. Abb. 48: Die Balanceeinstellung von 33 %.
Reinigungshalbwelle und Kühlungshalb­welle
Die Balance von 33 %
… ist die Standardeinstellung für die meisten Anwendungen.
… entspricht der Werkseinstellung.
… belastet die Wolframelektrode nur wenig.
… hat einen guten Reinigungse ekt.
9.5.2 Balance von 15 %
Bei der Balance-Einstellung von 15 % (Abbildungen 49 und 50) liegt der po­sitive Halbwellenanteil bei 15 %, der negative Halbwellenanteil bei 85 %. Der Lichtbogen ist sehr fokussiert, sodass ein tiefer Einbrand erreicht wird.
+
t (s)
-
Vorteile einer Balance von 33 %.
Abb. 49: Die Balanceeinstellung von 15 %. Abb. 50: Die Balanceeinstellung von 15%.
46Trainingsunterlage „Wolfram-Inertgasschweißen“
Page 47
Die Balance von 15 %
… wird bei sehr sauberen Bauteilen benutzt.
… wird genutzt, um einen tiefen Einbrand zu erreichen,
beispielsweise bei Wurzelschweißungen.
… bringt einen fokussierten Lichtbogen hervor.
… belastet die Wolframelektrode nur gering.
9.5.3 Balance von 50 %
Bei dieser Balance-Einstellung sind die positiven und negativen Halbwellenan­teile gleich groß. Dadurch entstehen ein breiter Lichtbogen und ein breiter, aber nicht tiefer Einbrand.
+
t (s)
Vorteile einer Balance von 15 %.
-
Abb. 52: Die Balanceeinstellung von 50 %.Abb. 51: Die Balanceeinstellung von 50 %.
Die Balance von 50 %
… wird bei stark verunreinigten Bauteilen angewendet.
… hat einen sehr guten Reinigungse ekt.
… erzeugt einen breiten Lichtbogen.
… sorgt für einen breiten, aber nicht tiefen Einbrand.
… belastet die Wolframelektrode sehr stark.
… wird für Aluminiumguss-Reparaturschweißungen genutzt.
9.6 WIG-Impulsschweißen
Das WIG-Impulsschweißen wird hauptsächlich beim Schweißen mit Gleich­strom eingesetzt, teilweise aber auch beim automatisierten Schweißen mit Wechselstrom.
Vorteile einer Balance von 50 %.
WIG-Pulsen
Das WIG-Impulsschweißen wird auch WIG-Pulsen oder WIG­Pulstechnik genannt.
WIG-Pulsen bzw. WIG-Pulstechnik
47Trainingsunterlage „Wolfram-Inertgasschweißen“
Page 48
t
t
t
G
p
t
I
p
c
I
G
Impulsstrom I
Impulsstrom I
Grundstrom l
Grundstrom l
Impulszeit
Impulszeit
(Duty-Cycle) t
(Duty-Cycle) t
Grundstromzeit t
Grundstromzeit t
Impulsfrequenz tp=1/t
Impulsfrequenz tp=1/t
Periodendauer t
Periodendauer t
p
G
p
G
c
c
p
G
p
G
c
c
Abb. 53: Schematische Darstellung des WIG-Impulsschweißens.
Wenn das WIG-Impulsschweißen (Abbildung 53) von Hand durchgeführt wird, ist dies nur im niedrigen Pulsfrequenzbereich von 0,25 –5 Hz möglich. Das Zusetzen des Schweißstabes erfolgt während der Impulsstromphase. Das bringt schöne Nahtober ächen hervor und erleichtert vor allem Anfängern das Schweißen.
Im automatisierten Bereich erfolgt das WIG-Impulsschweißen mit höheren Puls­frequenzen bis zu 200 Hz. Die hohe Pulsfrequenz „schnürt“ den Lichtbogen ein, der dadurch stabiler wird. Vor allem im unteren Leistungsbereich vermindert dies Lichtbogenablenkungen und ermöglicht höhere Schweißgeschwindigkei­ten.
Manuelles WIG-Pulsen im niedrigen Frequenzbereich.
Automatisiertes WIG-Pulsen im hohen Frequenzberich.
Abb. 54: Pulsfrequenz: 3 Hz. Abb. 55: Pulsfrequenz: 10 Hz.
48Trainingsunterlage „Wolfram-Inertgasschweißen“
Page 49
9.7 Verständnisfragen
Was versteht man unter der „2-Takt-Schweißung“?
Was bedeutet „RPI-Zündung“?
Warum wird beim WIG-Schweißen mit Gleichstrom vorwiegend am Minus-
pol geschweißt?
Warum wird beim WIG-Schweißen von Aluminium Wechselstrom einge-
setzt?
In welchem Frequenzbereich erfolgt vorwiegend die manuelle WIG-Impuls-
technik?
49Trainingsunterlage „Wolfram-Inertgasschweißen“
Page 50
10. SCHWEISSNAHTVORBEREITUNG
10.1 Nahtarten (Nahtformen)
Die Nahtart bzw. Nahtform legt zwei wesentliche Aspekte des Schweißprozesses fest:
1. Die Vorbereitung der Schweißfuge
2. Die Form der Schweißnaht
Welche Nahtform für den Schweißprozess infrage kommt, ist abhängig von verschiedenen Faktoren:
Werksto art
Werksto dicke
Schweißprozess
Die häu gste Nahtform ist die Kehlnaht, bei der die Werkstücke im Winkel mit­einander verschweißt werden. Stumpfnähte verbinden Werkstücke, die sich auf einer Ebene (180°-Winkel) be nden (siehe dazu auch Seite 14).
Nahtarten beein ussen den Schweißprozess.
Wenn bei Stumpfnähten eine völlige, einseitige Durchschweißung erforderlich ist, ist ab einer Wanddicke von ca. 4 mm eine Kantenanarbeitung notwendig.
Nahtart
I-Naht
V-Naht
X-Naht
Y-Naht
Doppel-U-Naht
Abb. 56: Nahtarten und ihre technische Darstellung.
technisches Symbol
Kehl-Naht
Überlapp-Naht Eck-Naht
Doppel-Kehl-Naht
Beim WIG-Schweißen ist es besonders wichtig, dass die Schweißfuge sau­ber ist. Zunder und Oxydhäute sollten deshalb durch Bürsten oder Schleifen entfernt werden.
Nahtarten und ihre Darstellung in technischen Zeichnungen.
50Trainingsunterlage „Wolfram-Inertgasschweißen“
Page 51
Bördelnaht
t
Bördelecknaht
t
t
Bördelecknaht
Die Schweißnahtvorbereitung für das WIG-Schweißen hängt von der Schweißnaht ab. Hier unterscheidet man drei ver­schiedene Arten:
1. Schweißnähte, die ohne Schweißzusatz und ohne Kanten-
vorbereitung geschweißt werden.
2. Schweißnähte, die mit Schweißzusatz ohne Kantenvorberei-
tung geschweißt werden.
3. Schweißnähte, die mit Schweißzusatz und mit Kantenvorbe-
reitung geschweißt werden.
10.2 Schweißen ohne Schweißzusatz und ohne Kantenvorbereitung
Das WIG-Schweißen eignet sich besonders gut für Schweißnähte, bei denen kein Zu­satzwerksto benötigt wird, weil die Werkstückkanten nur unter dem Lichtbogen verlaufen.
Laut der international geltenden Norm DIN EN ISO 9692 sind dies bis zu einer Materialdicke von ca. 3 mm folgende Nahtformen:
Stirnnaht
Ecknaht
Dreiblechnaht
Schweißnahtarten beim WIG-Schweißen
Bördelnaht
Bördelecknaht.
t
tt
Stirnnaht
Bördelnaht
Abb. 57: Nahtformen beim WIG-Schweißen.
t
Ecknaht
t
Dreiblechnaht
t
t
t
51Trainingsunterlage „Wolfram-Inertgasschweißen“
Page 52
α
d
t
k
α
α
d
tt
k
β
t
k
d
α
d
tt
k
β
t
k
d
HY-Naht
α
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t
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V-Naht
α
d
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Y-Naht
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α
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t
k
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X-Naht
α
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HY-Naht
α
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k
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U-Naht
α
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Doppel-HY-Naht
α
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d
t
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y
d
t
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d
d
t
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k
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r
β
Doppel-U-Naht
α
d
tt
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β
t
k
d
d
t
k
β
d
t
k
β
Doppel-HY-Kehlnaht
α
α
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k
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k
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t
k
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α
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k
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k
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HY-Naht
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β
y
d
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t
k
β
r
β
Doppel-U-Naht
α
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t
k
d
d
t
k
β
d
t
Doppel-HY-Kehlnaht
10.3 Schweißen mit Schweißzusatz ohne Kantenvorbereitung
Wenn ein Zusatzwerksto verwendet wird, können ohne Kantenvorbereitung I-Stöße an Stahl bis zu einer Stärke von etwa 3 mm ohne oder mit geringem Stirn ächenabstand einseitig geschweißt werden.
Bei Aluminiumwerksto en ist das einseitige Schweißen ohne Kantenvorbereitung bis zu ei­ner Materialdicke von bis 4-5 mm möglich. An dickeren Blechen bis etwa 8 mm muss beidsei­tig geschweißt werden, wobei unter Umständen
d
I-Naht
Abb. 58: I-Naht.
t
ein Spalt bis zur halben Blechdicke einzuhalten ist.
10.4 Schweißen mit Zusatz und Kantenvorbereitung
Mit Zusatzwerksto en können bei Aluminium Materialdicken bis zu 5 mm Dicke einseitig ver­schweißt werden.
Unlegierte und legierte Stähle werden an beiden Stoß ächen mit einem Ö ­nungswinkel von ca. 60 ° vor- bzw. angearbeitet. Bei Aluminiumwerksto en beträgt der Winkel bis zu 90 °.
Aus wirtschaftlichen Gründen wird bei diesen Werksto en das WIG-Schweißen häu g jedoch nur für die Wurzellage genutzt.
V-Naht
Abb. 59: Die Kantenvorbereitung für das WIG-Schweißen mit einem Zusatzwerksto .
Werkstücke mit einer Dicke von mehr als 8 mm müssen grund­sätzlich angeschrägt werden. Die Schweißnaht wird entweder als V-Naht, Y-Naht, X-Naht oder U-Naht ausgeführt. Der jeweilige Ö nungswinkel hängt von der Art des Werksto es ab.
α
t
β
t
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HY-Naht
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Y-Naht
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d
d
Bei Werkstücken von einer Dicke über 8 mm ist eine Kantenvorbe­reitung notwendig.
52Trainingsunterlage „Wolfram-Inertgasschweißen“
Page 53
Praxistipp:
Beim einseitigen Durchschweißen von Aluminium entsteht auf der Ober äche der Wurzelrückseite oft ein leichter Nahteinfall. Dieser kann durch ein leichtes Brechen der rückseitigen Steg­kanten vermieden werden.
10.5 Verständnisfragen
Welche Nahtarten können mit dem WIG-Verfahren ohne Zusatzwerksto
geschweißt werden?
Bis zu welcher Materialdicke können I-Nähte an Aluminiumwerksto en mit
dem WIG-Verfahren einseitig durchgeschweißt werden?
Praxistipp!
Wodurch kann ein Nahteinfall auf der Wurzelrückseite von Aluminiumwerk-
sto en verhindert werden?
53Trainingsunterlage „Wolfram-Inertgasschweißen“
Page 54
11. WIG-SCHWEISSEN VON WERKSTOFFEN
Mit dem WIG-Schweißprozess erreicht man die höchste Schweißnahtquali­tät aller Lichtbogenschweißverfahren. Deshalb ist das WIG-Schweißen sehr weit verbreitet im Kraftwerksbau und im Rohrleitungsbau, in der Lebensmit­telindustrie, der Medizintechnik und in der Luft- und Raumfahrt. Weil mit dem WIG-Schweißen auch optisch die schönsten Schweißnähte erzielt werden, wird das Verfahren auch in der Möbelfertigung häu g eingesetzt.
Praxistipps:
Das WIG-Schweißen bringt die höchste Schweißnahtqualität hervor.
1. Alle Werksto e sollten vor dem Schweißen mit geeigneten
Lösungsmitteln entfettet werden.
2. Sauberkeit ist beim Verarbeiten das oberste Gebot. Dies gilt
für den Grundwerksto und für die Schweißzusätze.
11.1 WIG-Schweißen von unlegiertem und niedriglegiertem Stahl
Unlegierter und niedriglegierter Stahl wird mit dem WIG-Verfahren ge­schweißt, weil es die Qualität der Schweißnaht und die Nahtoptik ver­bessert. Besonders wichtig ist beim WIG-Schweißen von Stahl die Ober­ ächenbescha enheit: Der Stahl muss eine sauberere und zunderfreie Ober äche aufweisen, da es sonst zu einer Porenbildung kommt. Sand­gestrahlte, gefräste oder geschli ene Stahl-Bauteile sind am besten ge­eignet.
Polarität:
Wie die meisten Metalle wird Stahl mit Gleichstrom geschweißt, die Wolframelektrode ist dabei an den Minuspol angeschlossen.
Praxistipps!
Unlegierter und niedriglegierter Stahl muss eine saubere, zunderfreie Ober ä­che haben.
Schutzgas:
Beim WIG-Schweißen von Stahl wird hauptsächlich Argon als Schutzgas verwendet. Grundsätzlich können auch Argon-Helium-Gemische benutzt werden, sie bieten jedoch keinen praktischen Vorteil.
Schweißzusatz:
Beim WIG-Schweißen von Stahl ist Artgleiches Schweißen wichtig. Das bedeutet, der Schweißzusatz hat die selbe Zusammensetzung wie der Grundwerksto , ist jedoch meist höher legiert.
Artgleiches Schweißen
54Trainingsunterlage „Wolfram-Inertgasschweißen“
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Praxistipps:
1. Bei Wurzelschweißungen sollte der Zunder auch von der
Innenseite des Rohrs bzw. von der Rückseite der Wurzel ent­fernt werden. Dann kann die Wurzel sauber aus ießen, eine Porenbildung wird vermieden und die Silikatbildung auf der Schweißnahtober äche wird gehemmt. Ein Formieren ist in den meisten Fällen nicht zwingend notwendig.
2. Damit keine Endkraterporen oder Endkraterrisse entstehen,
sollte ein Down Slope von mindestens 1,5 Sekunden einge­stellt sein. Außerdem ist es wichtig, durch eine Brennerbewe­gung beim Absenken den Lichtbogen zurück auf die Schweiß­naht zu führen. Damit bekommt das Schmelzbad ausreichend Zeit zum Entgasen, was die Endkraterfehler reduziert.
11.2 WIG-Schweißen von hochlegierten Stählen
Praxistipps!
Das WIG-Schweißen ist besonders vorteilhaft beim Schweißen von hoch­legierten Stählen, denn die glatten Schweißnahtober ächen garantieren einen hohen Korrosionsschutz.
Damit sich nach dem Schweißen wieder eine korrosionsschützende Passiv­schicht (CrO3) bilden kann, müssen Anlassfarben vollständig entfernt werden. Dies kann durch Beizen, Magic Cleaner, mechanisches Bürsten oder durch Polieren erreicht werden. Eine korrosionsschützende Passivschicht braucht ca. 72 Stunden, um sich völlig auszubilden.
Es gilt: Je glatter die Ober äche ist, desto besser wirkt der Korrosionsschutz.
Polarität:
Wie die meisten Metalle wird hochlegierter Stahl mit Gleichstrom geschweißt, die Wolframelektrode ist dabei an den Minuspol angeschlossen.
Schutzgas:
Beim WIG-Schweißen von hochlegiertem Stahl wird hauptsächlich Argon als Schutzgas verwendet. Grundsätzlich können auch Argon-Helium-Gemische benutzt werden, sie bieten jedoch keinen praktischen Vorteil.
Anlau arben von hochlegierten Stählen müssen entfernt werden.
Je glatter die Ober ä­che, desto besser ist der Korrosionsschutz.
Schweißzusatz:
Hochlegierte Stähle können mit Zusatzdraht und ohne Zusatzdraht (t < 2 mm) geschweißt werden.
55Trainingsunterlage „Wolfram-Inertgasschweißen“
Page 56
Die höchste Schweißnahtqualität wird beim WIG-Schweißen nur mit einem Zusatzdraht erreicht, weil sich dann das Schweißgut mit dem etwas höher legiertem Zusatzdraht vermischt und dadurch eine höhere Güte entsteht.
Formieren:
Beim Wurzelschweißen von Rohrschweißungen muss immer formiert werden, weil sonst die Wurzelinnenseite verbrannt wird und die Korrosionseigenschaf­ten vollständig verloren gehen.
Auch beim Schweißen von Füll- und Decklagen muss formiert werden, da an­sonsten auf der Rückseite bzw. der Innenseite eine Oxidbildung hervorgerufen wird.
Argon-Wasserstoffgemische (Ar+H2):
Argon-Wassersto gemische dürfen nur bei hochlegierten Stählen mit weniger als 0,03 % Kohlensto (C) verwendet werden!
Praxistipps:
1. Der Lichtbogen wird kurz gehalten, um eine Oxidation der
Schweißnaht zu vermeiden und um die Wärmeeinbringung gering zu halten. Denn je weniger Wärme eingebracht wird, desto geringer ist der Verzug der Bauteile.
2. Für eine qualitativ hochwertige Schweißnaht ist es hilfreich,
die Bleche vermehrt zu heften und die richtige Schweißfolge zu beachten.
3. Hochlegierte Stähle müssen getrennt gelagert und verarbeitet
werden.
4. Wenn Argon (Ar) als Formiergas verwendet wird, muss es
der Schweißstelle von unten zugeführt werden, damit die Luft nach oben weggedrängt wird. Argon kann als Formiergas bei jedem Werksto verwendet werden.
5. Sticksto (N2): Sticksto ist leichter als Luft. Damit die Luft
nach unten weggedrängt wird, muss Sticksto deshalb immer von oben zugeführt werden.
Argon-Wassersto gemische dürfen nicht zum Formieren von stabilisierten hochlegierten Stählen verwendet werden.
Bei Argon-Wassersto gemischen mit einem Wassersto anteil (H2) ab 10 % müssen besondere Sicherheitsmaßnahmen getro en werden, da Brandgefahr besteht!
Praxistipps!
Wichtige Sicherheitshinweise!
56Trainingsunterlage „Wolfram-Inertgasschweißen“
Page 57
11.3 WIG-Schweißen von Aluminium und Magnesium
Polarität:
Aluminium und Magnesium werden als einzige Werksto e mit Wechselstrom WIG-geschweißt, um die Oxidschicht aufzubrechen, mit denen die Metalle überzogen sind. Nur dann lässt sich der Grundwerksto aufschmelzen.
Ist die Elektrode auf dem Pluspol,  ießen die Elektronen vom Werkstück zur Wolframelektrode und brechen damit die Oxidschicht auf. Wenn die Wolfra­melektrode am Minuspol angeschlossen ist, wird die Elektrode weniger belas­tet und Einbrand generiert. Dieser Vorgang geschieht abhängig von der an der Maschine voreingestellten Frequenz (40- 250 Hz).
Eine typisch eingestellte Wechselstrom-Frequenz für das WIG-Schweißen von Aluminium und Magnesium ist 100 Hz.
In Ausnahmefällen kann Aluminium auf dem Minuspol mit Gleichstrom verschweißt werden. Dann wird jedoch Helium als Schutzgas benötigt.
Praxistipps:
1. Wegen der Oxidbildung müssen die Fugen anken und der
Nahtbereich beim Aluminiumschweißen unmittelbar vor dem Schweißen noch einmal mit einer nichtrostenden Drahtbürste gereinigt werden.
2. Aluminium muss getrennt von anderen Werksto en gelagert
und verarbeitet werden.
3. Aufgrund der Oxidbildung sollte Aluminium nicht zu lange
gelagert werden.
Aluminium und Magnesium werden mit Wechselstrom geschweißt.
Praxistipps!
4. Um eine Porenbildung zu vermeiden, sollten beim Schwei-
ßen von Aluminium als Schutzgas eventuell Helium oder Argon-Helium-Gemische verwendet werden.
5. Beim WIG-Schweißen von Aluminium ist es empfehlenswert,
die Kanten der Bauteile anzuarbeiten und die Werkstücke bei dickeren Wanddicken vorzuwärmen.
57Trainingsunterlage „Wolfram-Inertgasschweißen“
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11.4 Verständnisfragen
Was bedeutet der Begri „Artgleiches Schweißen“?
Warum muss bei Chrom-Nickel-Rohren die Innenseite des Rohres formiert
werden?
Warum sollte beim Schweißen von Chrom-Nickel-Anwendungen der Licht-
bogen möglichst kurz gehalten werden?
Wodurch wird bei Aluminium die Oxidschicht aufgebrochen?
58Trainingsunterlage „Wolfram-Inertgasschweißen“
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12. PROZESSVARIANTEN BEIM WIG-SCHWEISSEN
12.1 Orbital-Schweißen
Die Orbitalschweißtechnik ist überall dort hilfreich, wo unter kontrollierten Bedingungen gleichbleibende Nahtqualitäten erzielt werden müssen. Häu g wird dabei auch die Vorgabe gemacht, die Schweißparameter der Anwendungen unmittelbar zu dokumentieren. Die Haupteinsatzgebiete dieser Schweißtechnik sind deshalb der Rohrleitungsbau, der Pipelinebau, die Nahrungsmittelindus trie und die chemische Industrie.
Mit der Orbitaltechnik können nicht nur Rohr-Rohr-Verbindungen hergestellt, sondern auch Rohre in Rohrbodenplatten eingeschweißt werden.
Der grundlegende Aufbau einer Orbital-Schweißeinrichtung umfasst ein fest­stehendes Rohr und einen beweglichen WIG-Schweißbrenner/-kopf, der sich um das Rohr herumbewegt. Der bewegliche Orbitalschweißkopf wird auch Schweißzange genannt.
Einsatzgebiete des Orbitalschweißens
Schweißzange
Ein Orbitalsystem umfasst folgende Elemente:
Eine Stromquelle mit inkludierter Steuerung für den Prozes-
sablauf und für die Datendokumentation.
Unterschiedliche Schweißköpfe, abhängig von der Aufgaben-
stellung.
Drahtvorschubgeräte, die entweder am Schweißkopf ange-
bracht sind oder extern stehen.
Fernbedienung, Massekabel
Gasversorgung
Im Gehäuse der Stromquelle (Abbildungen 60 und 61) sind neben dem Leis­tungsteil auch die Steuerung für den Prozessablauf sowie die Wasserkühlung eingebaut.
Bedient wird die Schweißstromquelle über einen Touch-Screen. Eine gra ­sche, farbige Prozessdarstellung stellt das schnelle Beherrschen der Arbeits­prozesse sicher.
Bestandteile eines Or­bitalschweißsystems
59Trainingsunterlage „Wolfram-Inertgasschweißen“
Page 60
Abb. 60: Orbitalstromquelle mit integrierter Steuerung.
Abb. 61: Orbitalstromquelle Compact mit Fernbedienung.
Oft sind Orbitalschweißstromquellen mit einer USB-Schnittstelle ausgestattet. Diese Schnittstelle erleichtert die lückenlose Dokumentation der Daten. Gleich­zeitig ist der USB-Anschluss hilfreich, um Programme aufzuspielen oder Ba­ckups von Programmen und Daten zu erstellen.
Die Schweißparameter, die von der Schweißnahtgeometrie, dem Grund- und dem Zusatzwerksto abhängig sind, lassen sich bei Orbitalschweißanlagen frei programmieren und als sogenannte „Jobs“ im Steuerungssystem hinterlegen. Weil die Schweißparameter vor dem Schweißprozess programmiert werden müssen, ist eine exakte Schweißnahtvorbereitung wichtig. Die Werkstücke müssen außerdem genau und versatzfrei vorgerichtet werden, weil beispiels­weise die Wurzelerfassung bei Rohrversatz nicht mehr manuell durch den Schweißer ausgeglichen werden kann.
Beim Orbitalschweißen von dickwandigen Rohren ist häu g ein Zusatzdraht erforderlich. Der dafür benötigte Drahtvorschub ist entweder am Orbitalschweiß­kopf integriert oder be ndet sich in einem externen Gerät. Geschweißt wird mit einer Pulstechnik. Sie ermöglicht ein gezieltes Aufschmelzen und Erstarren des Schmelzbades, was in jeder Schweißposition eine optimale Kontrolle über den Erfolg des Schweißprozesses erlaubt. Die Bedienung der Anlage kann über die Schweißstromquelle oder eine Fernbedienung erfolgen.
Programmierung der Schweißparameter
Grundsätzlich unterscheidet man bei Orbitalschweißanlagen zwei Varianten:
1. Orbitalschweißeinrichtungen mit geschlossenem Schweißkopf
2. Orbitalschweißeinrichtungen mit o enem Schweißkopf
12.1.1 Orbitalschweißeinrichtungen mit geschlossenem Schweißkopf
Bei Orbitalschweißeinrichtungen mit geschlossenen Schweißköpfen umfasst der Orbitalschweißkopf das Rohr vollständig. Der Schweißkopf muss deshalb auf den Rohrdurchmesser abgestimmt sein (Abbildung 62). Um den Schweiß­kopf herum be ndet sich eine Kammer, die vollständig mit Schutzgas gefüllt ist. In dieser Kammer wird der Orbitalschweißkopf um das Rohr herumgeführt (Abbildung 63).
Varianten von Orbital­schweißsystemen
60Trainingsunterlage „Wolfram-Inertgasschweißen“
Page 61
Abb. 62: Geschlossener Schweiß­kopf mit Bedienelementen.
Abb. 63: Einsatz eines geschlossen Schweißkopfes.
Die Abmessungen der Schweißzange ist vergleichsweise kompakt, deshalb kann auch noch unter beengten Montageverhältnissen geschweißt werden. Die Anwendung einer geschlossenen Schweißzange ist allerdings auf kleinere Rohrdurchmesser von zurzeit etwa 76 mm beschränkt.
Weil geschlossene Orbitalschweißzangen das Rohr vollständig umschließen, oxidiert die Rohrnaht auf ihrer Außenseite nicht und es entstehen keine Anlauf­farben. Orbitalschweißanlagen mit geschlossenen Schweißköpfen eignen sich besonders gut zum Verschweißen von nichtrostenden Stählen. Die Rohrinnen­seite muss allerdings weiterhin durch Formieren vor einer Oxidation geschützt werden.
Wegen ihrer geschlossenen Konstruktion (Kapselung) ist es bei diesen Orbitalschweißeinrichtungen nicht möglich, Schweißzu­satzwerksto e zuzuführen. Die zu verschweißenden Rohre wer­den deshalb stumpf (spalt- und versatzfrei) aneinandergefügt (I-Fuge).
Orbitalschweißsysteme mit ge­schlossenem Kopf eignen sich zum Schweißen in beengten Verhältnissen.
Keine Schweißzu­satzwerksto e bei geschlossenen Orbital­schweißsystemen
12.1.2 Orbitalschweißeinrichtungen mit offenem Schweißkopf
Abb. 64: Einsatz eines o enen Schweißkopfes.
Abb. 65: O ener Schweißkopf an einem Chrom-Nickel-Rohr.
Bei Orbitalschweißeinrichtungen in o ener Ausführung umfasst die Schweiß­zange das Rohr nicht vollständig und es existiert keine abgeschlossene Schutz­gaskammer.
Mit diesen Orbitalschweißanlagen lassen sich unterschiedliche Rohrgrößen­durchmesser verschweißen, die in Intervallen variabel sind - von wenigen Millimetern bis zu etwa 275 mm. Je größer der Rohrdurchmesser wird, desto voluminöser und schwerer wird der Schweißkopf. Das Orbitalschweißen mit o enem Kopf ist deshalb ab einem gewissen Rohrdurchmesser nicht mehr wirt­schaftlich anwendbar.
Das Orbitalschweißen mit o e­nem Kopf ist ab einem Rohr­durchmesser von mehr als 275 mm nicht mehr wirtschaftlich.
61Trainingsunterlage „Wolfram-Inertgasschweißen“
Page 62
Weil bei o en konstruierten Orbitalschweißanlagen die Schweiß­kammer nicht geschlossen ist, können Schweißzusatzwerksto e zugeführt werden. Somit sind auch andere Nahtvorbereitungen als die spaltfreie I-Fuge möglich. Im Allgemeinen wird die tulpen­förmige U-Fuge bevorzugt.
Für größere Rohrdurchmesser, die insbesondere im Kessel- und Pipelinebau erforderlich sind, kommen Schweißsysteme zum Einsatz, bei denen der Licht­bogen bzw. der Brennerkopf auf einer Schiene um das Rohr herumgeführt wird.
12.2 Kaltdraht-Schweißen
Eine Kaltdrahtzuführung erhöht die Produktivität. Zum einen wird die Schweiß­geschwindigkeit schneller, zum anderen wird der Zusatzwerksto dem Schmelzbad exakt und gleichmäßig zugeführt. Dadurch können auch weniger geübte Schweißer hervorragende Schweißergebnisse erzielen.
Eine WIG-Kaltdrahtanlage umfasst folgende Komponenten (Abbildung 66):
1. WIG-Stromquelle
2. Kaltdraht-Supply (Versorgung)
3. Kühlgerät
4. Fahrwagen
5. Kaltdraht-Vorschubgerät
6. Verbindungsschlauchpaket
7. WIG-Brenner mit Kaltdrahtzuführung
Komponenten einer Kaltdrahtanlage
Abb. 66: Komponenten einer WIG-Kaltdrahtanlage.
Abb. 67: Brennerdetail eines WIG-Kaltdrahtbrenners.
62Trainingsunterlage „Wolfram-Inertgasschweißen“
Page 63
In der Regel wird beim WIG-Kaltdraht-Schweißen die Wolframelektrode am Minuspol angeschlossen und das Werkstück am heißeren Pluspol.
Beim Kaltdrahtschweißen ist der Zusatzdraht praktisch unbegrenzt verfügbar. Ein Nachgreifen oder das Wechseln eines Stabes ist nicht erforderlich, sodass der Schweißvorgang ohne Unterbrechungen durchgeführt werden kann. Zu­sätzlich spart der per Spule bereitgestellte Zusatzwerksto Kosten.
Das Kaltdrahtschweißen eignet sich für Drähte aus unterschiedlichen Materi­alen mit einem Durchmesser bis maximal 1,6 mm. Am Gerätedisplay können verschiedene Parameter wie der 2- oder 4-Takt-Betrieb, Intervall- und Puls­betrieb und der Drahtrückzug eingestellt werden.
Wenn eine Schweißaufgabe für das Kaltdrahtschweißen geeignet ist, lässt sich diese Prozessvariante sowohl beim mechanisierten als auch beim manuellen WIG-Schweißen einsetzen.
12.3 Heißdraht-Schweißen
Das WIG-Heißdrahtschweißen (Abbildung 68) ist aus dem WIG-Kaltdraht­schweißen hervorgegangen. Beim WIG-Heißdrahtschweißen wird der Zusatz­werksto erhitzt. Dadurch ergeben sich verschiedene Vorteile:
Polarität beim Kaltdrahtschweißen
Die Abschmelzmenge wird größer.
Die Abschmelzleistung wird größer.
Die Schweißgeschwindigkeit wird höher.
Die Aufmischung wird reduziert.
Das Heißdraht-Schweißen lässt sich in zwei Varianten unterteilen:
1. Verbindungsschweißen
2. Auftragsschweißen
Das Heißdraht-Schweißen lässt sich in allen Schweißpositionen einsetzen. Genutzt wird es vor allem beim Schweißen von Stelliten und Nickelbasislegierungen, wo es auf eine sehr gute Nahtqualität und eine hohe Wirtschaftlich­keit ankommt.
Vorteile des Heißdrahtschweißens
Varianten des Heiß­drahtschweißens
Abb. 68: Auftragsschweißen an Rohraußenwänden.
63Trainingsunterlage „Wolfram-Inertgasschweißen“
Page 64
Eine WIG-Heißdrahtanlage (Abbildung 69) umfasst folgende Komponenten:
Systemsteuerung
Drahtvorschub
WIG-Stromquelle
Heißdraht-Stromquelle
Schutzgas
WIG-Brenner
Heißdrahtzuführung
Komponenten einer Heißdrahtanlage
Systemsteuerung
Heißdrahtstrom­quelle
Stromquelle
Abb. 69: Aufbau einer WIG-Heißdrahtanlage.
Drahtvorschub
WIG-
Schutzgas
WIG-
Brenner
Heißdraht­zuführung
Beim Heißdraht-Schweißen wird der Grundwerksto durch einen Lichtbogen aufgeschmolzen, der von einer Gleichstromquelle oder einer umschaltbaren Gleich-/Wechselstromquelle erzeugt wird. Ein Drahtvorschubsystem fördert kontinuierlich einen Zusatzdraht zum Schweißbad. Dieser Zusatzdraht wird von einer separaten Stromquelle aufgeheizt. Die Hitze entsteht am freien Draht­ende durch eine Widerstandserwärmung zwischen dem Kontaktrohr des Heiß­drahtbrenners und dem Schmelzbad. Zum Aufheizen des Zusatzdrahtes kann ebenfalls eine Gleichstromquelle oder eine umschaltbare Gleich-/Wechsel­stromquelle verwendet werden.
Aufbau einer Heißdrahtanlage
Die Konstruktion der Heißdrahtanlage verlängert das freie, stromdurch os­sene Drahtende. An dieser verlängerten Drahtstrecke vergrößern sich der elektrische Widerstand und die Temperatur, sodass sich die Abschmelz­leistung erhöht. Die entstehende Wärmemenge verhält sich proportio­nal zum Produkt aus dem Quadrat der Stromstärke und dem Widerstand (l2 x R) proportional (Joulsche Erwärmung).
verbesserte Abschmelzleistung
64Trainingsunterlage „Wolfram-Inertgasschweißen“
Page 65
Abhängig von der Schweißaufgabe und den Bauteilerfordernissen kann der Zusatzdraht von vorne, von der Seite oder auch von hinten in das Schmelzbad eintauchen.
Damit das WIG-Heißdrahtschweißen zu den gewünschten Ergebnissen führt, ist es wichtig, dass der Brenner und die Drahtzuführung korrekt eingestellt sind. Dafür gibt es jedoch keine allgemeingültigen Regeln.
Wenn eine Schweißstromquelle für Gleichstrom beim Heiß­draht-Schweißen verwendet wird, besteht die Gefahr, dass der Lichtbogen entgegen der Schweißrichtung abgelenkt wird. Um dies zu vermeiden, wird der Heißdraht am Minuspol und das Werkstück am Pluspol angelegt. Die Heißdraht-Stromquelle arbeitet mit einer Spannung von 1,5 bis 5 V, damit die Entste­hung von Lichtbögen ausgeschlossen werden kann.
12.4 Speed-Cladding
Beim Heißdraht­schweißen mit Gleichstrom wird der Heißdraht am Minus­pol angelegt.
Cladding ist ein Verfahren, bei dem Bauteile mit Speziallegierungen überzogen werden, um die Lebensdauer der Bauteile deutlich zu verlängern. Das Überzie­hen wird durch mechanisiertes Auftragsschweißen erreicht.
Im Hinblick auf Qualität und Reproduzierbarkeit ist das WIG-Heißdraht-Schwei­ßen das am besten geeignete Cladding-Verfahren. Allerdings können damit nur geringe Schweißgeschwindigkeiten erzielt werden, was Engpässe im Produkti­onsablauf auslösen kann. Das Speed-Cladding macht den Beschichtungspro­zess bis zu dreimal schneller und e zienter.
Es gilt: Je geringer die Aufmischung, desto höher die Qualität der ver­wendeten Legierungen.
Das Speed Clad-Twin-Verfahren arbeitet mit zwei Wolframelektroden und zwei vorgewärmten Schweißdrähten (Abbildungen 70 und 71). Die Ausrichtung der Elektroden beein usst das Schweißergebnis. Je nachdem, ob die Position der Elektroden senkrecht oder parallel zum Schweißbad ist, ändert sich das Resul­tat. Das Speed-Cladding wird für Innenplattierungen bis zu 160 mm Durchmes­ser und für Außenplattierungen ab einen Durchmesser von 100 mm eingesetzt.
verbesserte Lebensdauer von Bauteilen
Aufmischung und Legierung
65Trainingsunterlage „Wolfram-Inertgasschweißen“
Page 66
Abb. 70: Speed-Clad­ding-Twin-Brenner.
Abb. 71: Außenplattierung mit Speed-Clad Twin.
12.5 Beidseitig Gleichzeitig-Schweißen
Beim Verbinden von dicken Blechen muss man zunächst eine Wurzel schwei­ßen, diese dann schleifen und anschließend gegenschweißen. Den dafür er­forderlichen Zeitaufwand kann man reduzieren, indem man von beiden Seiten gleichzeitig schweißt.
Beim Beidseitig Gleichzeitig-Schweißen be nden sich die Brenner stets gegen­über (Abbildung 72).
Das Beidseitig Gleichzeitig-Schweißen ist auch bei dünnwandigen Chrom­Nickel-Schweißaufgaben vorteilhaft, weil es den Verzug vermindert und so­gardas Formieren der Gegenseite vermeidbar macht.
reduzierter Zeitaufwand
Abb. 72: Manuelle Beidseitig gleichzeitige-Schwei­ßung
Wird Aluminium beidseitig gleichzeitig mit Wechselstrom ge­schweißt, müssen beide Lichtbögen synchronisiert werden. (Ab­bildung 73). MagicWave-Stromquellen haben dafür die Funk­tion „Sync-Mode“, die beide Lichtbögen harmonisiert. Diese Synchronisation erfolgt durch eine Anpassung der Halbwellen und des Nulldurchgangs.
Lichtbogensynchroni­sation beim Alumini­umschweißen
66Trainingsunterlage „Wolfram-Inertgasschweißen“
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Abb. 73: Lichtbögen-Synchronisation.
12.6 ArcTig-Schweißen
Das ArcTig-Verfahren ist eine WIG-Prozessvariante für das mechanisierte Verbindungsschweißen. Das ArcTig-Schweißen garantiert eine hervorragende Nahtoptik, ein sicheres Durschweißen der Wurzel und eine optimale Schweiß­qualität. Durch eine erhöhte Schweißgeschwindigkeit und einen reduzierten Aufwand für die Schweißnahtvorbereitung verbessert das ArcTig-Schweißen außerdem die Wirtschaftlichkeit des gesamten Schweißprozesses.
Ein weiterer Vorteil des ArcTig-Schweißens ist die reduzierte Wärmeinbringung. Sie wird durch eine stärkere Fokussierung des Lichtbogens erreicht: In Verbindung mit einem Rückkühler wird die Elektrode sehr gut gekühlt. Neben der erhöhten Kühlleis­tung kann auch die Temperatur stabil gehalten werden, sodass der Lichtbogen stark fokussiert wird und sich die Schweißeigenschaften verbessern.
12.6.1 Das Prinzip von ArcTig
Das Kernelement des ArcTig-Prozesses ist ein Brenner (Bild 74) mit einem speziellen Elektrodenspannsystem. Ein Mechanismus spannt die Elektrode sehr groß ächig mit nur einem Spannelement. Damit lassen sich Elektroden mit einer Mindestlänge von 20 mm schnell einsetzen und wechseln.
verbesserte Wirtschaftlichkeit
Abb. 74: Brenneraufbau beim ArcTIG-Schweißen.
Außerdem ermöglicht das Spannsystem, das Elek­trodenende frei einzustellen. Damit lässt sich die Charakteristik des Lichtbogens verändern, sodass zum Beispiel eine bessere Zugänglichkeit erreicht werden kann.
Beim ArcTig-Schweißen liegen die Toleranzen für die Anarbeitung bei +/- 10 % der Material­stärke.
Funktionsweise eines Arc­Tig-Brenners
67Trainingsunterlage „Wolfram-Inertgasschweißen“
Page 68
Beim herkömmlichen WIG-Verfahren wird die ungekühlte Wolframelektrode erhitzt. Dadurch entsteht ein Elektronen uss, der den Lichtbogentransfer unter­stützt. Allerdings wird dabei auch der Widerstand gesenkt, sodass ein weicher, breiter Lichtbogen entsteht (Abbildung 75).
Beim ArcTig-Schweißen zwingt die gekühlte Wolframelektrode die Elektronen dazu, an der Elektrodenspitze auszutreten. Das verursacht einen höheren Gesamtwiderstand. Die Elektronenemission erfolgt deshalb auf einer kleinen Stelle und erhöht somit die Elektronendichte. Das Ergebnis ist ein schmaler, fokussierter Lichtbogen. (Abbildung 76).
fokussierter, schmaler Lichtbogen
Abb. 75: Elektronen uss beim WIG-Prozess.
Abb. 76: Elektronen uss beim ArcTIG-Prozess.
Das intelligent geregelte Kühlsystem des ArcTig-Prozesses verhindert, dass die Wolframelektrode ausglüht. Dadurch erhöht sich die Standzeit und die Zündeigenschaften werden besser.
Das ArcTig-Schweißen eignet sich für folgende Materialstärken:
Edelstahl: 3 mm-10 mm ohne Anarbeitung
Unlegierter Stahl: 3 mm-8 mm ohne Anarbeitung
Titan: 3 mm-10 mm ohne Anarbeitung
Materialstärken beim ArcTig-Schweißen
68Trainingsunterlage „Wolfram-Inertgasschweißen“
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Einsatzgebiete des ArcTig-Schweißens:
Längs- und Rundnähte
Stumpfnähte und Überlappnähte
Verbindungsschweißungen mit 100%-iger Wurzelerfassung
Materialien wie Chrom-Nickel, NiBas, Titan, Duplex, Stahl bei
WIG-Schweißungen mit Gleichstrom
12.6.2 ArcTig-Schweißbrenner
Der ArcTig-Schweißbrenner besitzt neben den sehr guten Kühleigenschaf­ten der Wolframelektrode auch eine wassergekühlte Gasdüse. Wenn Was­serschläuche direkt von der Gasdüse zum Rückkühler extern verlegt werden, sorgt dies für einen optimalen Durch uss.
Abb. 77: Komponeten des ArcTIG-Brenners.
Einsatzfelder des Arc­TIG-Schweißens
12.7 Verständnisfragen
Aus welchen Komponenten besteht ein Orbitalsystem?
Welche Vorteile bietet die WIG-Kaltdrahtschweißung?
Welche Polarität hat der Zusatzwerksto beim WIG-Heißdrahtschweißen?
Für welche Anwendungen eignet sich die Speed-Cladding-Prozessvarian-
te?
Warum ist beim ArcTig-Prozess die Wolframelektrode wassergekühlt?
69Trainingsunterlage „Wolfram-Inertgasschweißen“
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13. FEHLER BEIM WIG-SCHWEISSEN
Auch bei guter Vorbereitung und einer optimalen Elektrodenführung kann es passieren, dass beim Wolfram-Inertgasschweißen Fehler auftreten. Im Fach­jargon spricht man auch von Unregelmäßigkeiten oder Diskontinuitäten.
Folgende Unregelmäßigkeiten lassen sich beim WIG-Schweißen durch fachliches Können ausgleichen:
Poren
Wolframeinschlüsse
Bindefehler
Oxideinschlüsse
13.1 Poren
Diskonuitäten
Eine Porenbildung entsteht durch Gasbläschen, die beim Erstarren des Schweißgutes eingeschlossen werden. Wenn Spalten zwischen den zu verbin­denden Blechen entstehen, zum Beispiel bei Kehlnähten oder Überlappnähten, spricht man von einer mechanischen Porenbildung.
Beim Schweißen von Aluminium ist es vor allem der Wassersto , der Poren verursacht. Dabei handelt es sich um eine metallurgische Porenbildung. Die Quelle für den Wassersto sind meist Oxydhäute auf dem Grund- und auf dem Zusatzwerksto .
Auch undichte, wassergekühlte Schweißbrenner sind oft eine Ursache für die Porenbildung.
Eine Porenbildung kann auch bei unlegierten Rohrstählen oder Tiefziehstählen vorkommen. Die Poren treten auf, wenn Sauersto aus der Atmosphäre aufge­nommen wird und dadurch im Schweißgut Kohlenmonoxid entsteht.
Um eine Porenbildung zu vermeiden, sollte der Zusatzwerksto nicht zu lange gelagert werden und beim Schweißvorgang nicht aus dem Schutzgasmantel herausgezogen werden. Auf dem Grundwerksto sollten die Oxidhäute entfernt und während des Schweißvorgangs auf Sauberkeit geachtet werden.
Porenbildung
70Trainingsunterlage „Wolfram-Inertgasschweißen“
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Praxistipps:
1. In der Praxis hat es sich bewährt, die Oxidschichten etwa zwei
Stunden vor dem Schweißprozess gründlich zu beseitigen. In der Zeit zwischen der Vorbereitung der Werkstückober ächen und dem Schweißen bildet sich danach eine hauchdünne Oxidhaut, die für einen stabilen Lichtbogen sorgt, ohne eine Porenbildung zu begünstigen.
2. Um eine Porenbildung bei unlegierten Rohstählen oder
Tiefziehstählen zu vermeiden, sollte ein Schweißzusatz mit erhöhten Siliziumgehalt (z.B. G4Si 1) großzügig eingebracht werden, weil dieser Schweißzusatz den Sauersto bindet.
13.2 Wolframeinschlüsse
Häu g auftretende Fehler beim WIG-Schweißen sind Wolframeinschlüsse. Sie entstehen, wenn die Wolframelektrode mit dem Schmelzbad in Berührung kommt und au egiert.
Wenn die Wolframeinschlüsse sehr klein sind und in großen Abständen vonei­nander auftreten, stellen sie keine Gefahr für die Qualität der Schweißverbin­dung dar. Größere Einschlüsse oder Nester von Wolframeinschlüssen müssen hingegen durch Ausschleifen und Nachschweißen beseitigt werden, weil diese harten Partikel einen Fremdkörper in der Verbindung darstellen und die Quali­tät verringern.
Praxistipps!
Wolframeinschlüsse
Wolframeinschlüsse sind auf Röntgenaufnahmen als weiße Flecken erkenn­bar, weil Wolfram die Röntgenstrahlen stärker absorbiert als Stahl und der Film an dieser Stelle weniger geschwärzt erscheint.
13.3 Bindefehler
Wenn Bindefehler auftreten, sind das Schweißgut und der Grundwerksto nicht korrekt miteinander verbunden. Dafür kann es mehrere Ursachen geben:
Der Steg wurde unvollständig aufgeschmolzen.
Die Einbrandtiefe des Lichtbogens wurde überschätzt.
Der Lichtbogen wurde nicht exakt in der Fuge geführt.
Die Wolframelektrode war zu stumpf angeschli en.
Die Wolframelektrode ist zu sehr abgenutzt.
Das Schmelzbad ist vorgelaufen, weil zu langsam geschweißt wurde.
Flankenbindefehler und Lagenbindefehler sind eher selten.
Bindefehler
71Trainingsunterlage „Wolfram-Inertgasschweißen“
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13.4 Oxideinschlüsse
Oxideinschlüsse entstehen bei WIG-Schweißnähten meist durch die Oxidation des Tropfens an der Zusatzstabspitze. Die Einschlüsse treten hauptsächlich in Nähten aus Aluminium auf, weil dessen Oxid schwerer ist als das Metall. Deshalb kann das Oxyd im Schmelzbad nicht aufsteigen und friert ein.
Praxistipp:
Während des Schweißens sollten die Schweißzusätze grund­sätzlich nicht aus der Schutzgasglocke herausbewegt werden, denn damit vermeidet man die Oxidation der  üssigen Spitze des Zusatzes. Damit die Schweißzusätze innerhalb der Schutz­gasglocke bleiben, muss die tupfende Bewegung des Stabes gut kontrolliert werden.
13.5 Verständnisfragen
Oxideinschlüsse
Praxistipp!
Was sind die Ursachen von Porosität bei der WIG-Aluminiumschweißung?
Wie erkennt man Wolframeinschlüsse auf einem Röntgen lm?
Welche Ursachen führen beim WIG-Verfahren zu Bindefehlern?
Welche Ursachen führen beim WIG-Verfahren zu Oxideinschlüssen?
72Trainingsunterlage „Wolfram-Inertgasschweißen“
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14. AUSRÜSTUNG EINES SICHEREN ARBEITSPLATZES ZUM WIG-SCHWEISSEN
14.1 Arbeitssicherheit
Die Arbeitssicherheit für den Schweißer spielt während des gesamten Schweiß­prozesses eine besonders wichtige Rolle. Dabei sind die Schweißnahtvor- und
-nachbereitung ausdrücklich mit eingeschlossen.
Um dem Schweißer eine bestmögliche Sicherheit zu garantieren, sind bei der Ausstattung eines Arbeitsplatzes zum Wolfram-Inertgasschweißen verschiede­ne Schutzmaßnahmen zu berücksichtigen.
Zu einem sicher ausgestatteten Arbeitsplatz zum WIG­Schweißen gehören:
eine örtliche Entlüftung oder eine Gesamtraumentlüftung
Arbeitsschutzkleidung
Schutzhandschuhe
14.2 Verständnisfragen
Was sind die wichtigsten Schutzmaßnahmen für einen sicheren Schweiß-
platz beim WIG-Schweißen?
Sicherheitsmaßnah­men am Schweißar­beitsplatz
73Trainingsunterlage „Wolfram-Inertgasschweißen“
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15. UNFALLVERHÜTUNG UND
GESUNDHEITSSCHUTZ
Beim WIG-Schweißen gibt es verschiedene Faktoren, von de­nen eine mögliche Gefährdung ausgehen kann:
Lichtbogenstrahlung
Elektrischer Strom
Schutzgase, Dämpfe und Schadsto e.
Vor diesen Gefahren muss sich der Schweißer durch entspre­chende Kleidung und Vorkehrungen schützen.
15.1 Gefahren durch Lichtbogenstrahlung
Der elektrische Lichtbogen sendet verschiedene Strahlen aus, die sowohl sichtbar als auch unsichtbar sind. Wie stark diese Strahlen sind, hängt von der Art des Schweißverfahrens und der gewählten Sschweißstromstärke ab.
Gefährdungen beim WIG-Schweißen
Der elektrische Lichtbogen sendet folgende Strahlenarten aus: sichtbare Strahlen, unsichtbare infrarote Strahlen oder Wär­mestrahlen und ebenfalls unsichtbare ultraviolette Strahlen. Der elektrische Lichtbogen sendet beim WIG-Schweißen aber keine röntgenähnlichen Strahlen aus.
Sichtbare Lichtstrahlen
Gefährdungspotenzial: Bei fehlendem oder zu geringem Schutz verursachen sichtbare Lichtstrahlen eine störende Blendung der Augen. Wenn sichtbare Lichtstrahlen wiederholt, häu g und dauerhaft auf die Augen tre en, kann dies die Sehfähigkeit – vor allem in der Dämmerung – langfristig beeinträchtigen.
Schutzmaßnahmen: Um sich vor den sichtbaren Strahlen zu schützen, verwendet man Schweiß­schirme oder Kopfhelme mit genormten und geeignet dunkel getönten Schutz­gläsern (Schweißerschutz lter).
Strahlenarten des Lichtbogens
sichtbare Lichtstrahlen
74Trainingsunterlage „Wolfram-Inertgasschweißen“
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Infrarote Strahlen oder Wärmestrahlen
Gefährdungspotenzial: Die Infrarotstrahlung kann Verbrennungen hervorrufen. Die unsichtbaren in­fraroten oder Wärmestrahlen erwärmen vor allem die Köperstellen, die sich in unmittelbarer Nähe der zur schweißenden Stelle be nden, also vor allem die Hände und den Oberköprer. Auch bei den Augen besteht ein Unfallrisiko. Denn wenn diese unsichtbaren Strahlen dauerhaft auf unzureichend oder nicht geschützte Augen tre en, kann dies zu einer Trübung der Augenlinse (Wär­mestar) führen.
Schutzmaßnahmen: Zum Schutz gegen die Wärmewirkung der Strahlen trägt der Schweißer eine wärmeresistente Schutzkleidung (Abbildung 78) und spezielle Schweißer­handschuhe. Handschuhe mit Stulpen und aus feinem Leder erlauben eine hohe Fingerfertigkeit beim WIG-Schweißen (Abbildung 79). Die Augen werden gegen infrarote Strahlen oder Wärmestrahlen mit genormten Schutzgläsern geschützt. (Abbildung 80).
infrarote Strahlen und Wärmestrahlen
Abb. 78: genormte Schutzklei­dung
Abb. 79: WIG Handschuhe
Abb. 80: Kopfschirm mit integ­rierter Fremdbelüftung
Ultraviolette Strahlen
Gefährdungspotenzial: Ultraviolette Strahlen (UV-Strahlen) sind ebenfalls unsichtbar. Innerhalb kür­zester Zeit können diese Strahlen zu einem „Verblitzen“ des Auges führen. Auch Verbrennungen an ungeschützten Körperteilen sind bei UV-Strahlung bereits nach kurzer Zeit möglich.
Schutzmaßnahmen: Eine wärmeresistente Schutzkleidung, bestehend aus Arbeitsschutzanzug und Handschuhen, beugt Verbrennungen vor. Genormte Schutzgläser schützen die Augen vor einer möglichen Verblitzung. Die Augen werden durch selbst abdun­kelnde Schutzhelme mit Schutzgläser nach DIN 4647 geschützt. Sie sind je nach Lichtdurchlässigkeit in Schutzstufen eingeteilt. Für das WIG-Schweißen werden Schutzstufen über 9 empfohlen (Abbildung 80). Ist es beim Schweißen wegen mangelnder Schutzmaßnahmen zum Verblitzen der Augen gekommen, hilft es, kalte Umschläge aufzulegen und, nach Rücksprache mit dem Arzt, Au­gentropfen zu verwenden.
ultraviolette Strahlen
75Trainingsunterlage „Wolfram-Inertgasschweißen“
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15.2 Gefahren durch elektrischen Strom
15.2.1 Leerlaufspannung
Die höchste elektrische Gefährdung geht von der Leerlaufspannung UL aus. Wenn kein Lichtbogen gezündet, ist dies die höchste Spannung, welche an der Stromquelle bei der Buchse anliegt. Die Leerlaufspannung kann lebens­gefährlich sein, wenn der Schweißer die Buchse mit den blanken Händen be­rührt. Noch gefährlicher wird die Leerlaufspannung, wenn die Haut feucht ist, denn Feuchtigkeit leitet den Strom. Ein wirksamer Schutz vor der bestehenden Leerlaufspannung ist die Isolierung durch Schuhe, Arbeitskleidung und Leder­handschuhe.
Nach dem Zünden des Lichtbogens ist die Spannung geringer und erzeugt eine Schweißspannung von ca. 10- 20V. Nach der Norm UVV VBG 15 dürfen Stromquellen für Gleichstrom im normalen Betrieb einen Scheitelwert der Leer­laufspannung von max. 113 V haben. Bei Wechselstromanlagen beträgt der Scheitelwert auch 113 V jedoch ist der E ektivwert max. 80 V.
Gefahren durch Leerlaufspannung
BETRIEBSBEDINGUNGEN
Erhöhte elektrische Gefährdung
Ohne erhöhte elektrische Gefährdung
Maschinell geführte Lichtbogenbrenner mit erhöhtem Schutz für den Schweißer
Tab. 5: Gefahren durch Strom.
BEMESSUNGSWERT DER LEERLAUFSPANNUNG
Gleichstrom 113 Volt Scheitelwert Wechselstrom 68 Volt Scheitelwert und 48 Volt E ektivwert
Gleichstrom 113 Volt Scheitelwert Wechselstrom 113 Volt Scheitelwert und 80 Volt E ektivwert
Gleichstrom 141 Volt Scheitelwert Wechselstrom 141 Volt Scheitelwert und 100 Volt E ektivwert
Beim Schweißen in engen Räumen besteht eine erhöhte elektrische Gefähr­dung. Hier gilt bei Wechselstrom ein Scheitelwert von 68 V und ein E ektivwert von 48 V. Am Gerät muss das Kennzeichen S angebracht sein:
Diese Kennzeichnung ist die notwendige Voraussetzung des Schweißgerätes um ein Schweißen unter erhöhter elektrischer Ge­fährdung durchführen zu können.
Das CE-Zeichen zeigt, dass dieses Produkt gemäß dem technischen Standard produziert und geprüft wurde.
Wegen der elektrischen Leitfähigkeit von Nässe und Feuch­tigkeit darf man sich NIE mit feuchter, durchgeschwitzter oder durchnässter Arbeitskleidung direkt auf das Werkstück setzen oder legen!
Wichtiger Sicherheitshinweis!
76Trainingsunterlage „Wolfram-Inertgasschweißen“
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15.2.2 Schutzmaßnahmen für den Umgang mit elektrischem Strom
Um sich vor den Gefahren des elektrischen Stroms beim WIG-Schweißen zu schützen, sollten Sie unbedingt folgende Sicherheitsmaßnahmen beachten:
Fassen Sie die Wolframelektrode und den Brenner nur mit Lederhandschu-
hen an.
Schweißen Sie nie mit nacktem Oberkörper, auch wenn es sehr warm ist.
Klemmen Sie den Schweißbrenner nie unter die Achselhöhle.
Tragen Sie keine Schuhe mit benagelten Sohlen.
Setzen oder legen Sie sich nie ohne eine Unterlage aus Holz oder Filzmatten
auf Metall.
Lehnen Sie sich in Behältern und engen Räumen nicht ohne eine Zwischen-
lage aus Holz oder Filz an die Metallwände an.
Verwenden Sie keine schadhaften Kabel.
Schweißen Sie in Behältern, großen Gehäusen, Kastenträgern usw. nie
mit üblichen Transformatoren und verwenden Sie an diesen Orten keine üblichen Handlampen mit Netzspannung, sondern nur solche mit höchstens 42 V.
15.3 Gefahren durch Schadstoffe und Dämpfe
Im Vergleich zu anderen Lichtbogenverfahren erzeugt das WIG-Schweißen relativ wenig Rauch, Dämpfe und Lärm. Dennoch besteht Gefährdungspoten­zial. Stationäre oder mobile Absauganlagen (Abbildung 81) sind deshalb fester Bestandteil des Gesundheitschutzes.
Absauganlagen schützen unter anderem vor diesen Gefahren:
Sicherheitsmaßnahmen beim WIG-Schweißen
Ein gasförmiger Schadsto des WIG-Schwei-
ßens ist Ozon, das durch die UV-Strahlung beim Abschmelzen von Aluminiumzusatz­werksto en entsteht.
Das Schutzgas Argon ist schwerer als Luft.
Es verdrängt deshalb in Vertiefungen den Luftsauersto , sodass Erstickungsgefahr für den Schweißer besteht.
Da Thoriumoxid eine schwache Radioakti-
vität aufweist, muss der Schleifstaub beim Schleifen von thoriumlegierten Wolframelek­troden unbedingt abgesaugt werden.
Beim Schweißen von legierten Stählen mit
Chrom und Nickel sowie verzinkten Werk­sto en entstehen ebenfalls gesundheitsge­fährdende Schadsto e, die abgesaugt wer­den müssen.
Abb. 81: Eine mobile Absaug­anlage.
Gefährdung besteht außerdem beim Umgang mit wassersto haltigen Schutz­oder Formiergasen, denn sie können bei höherem Wassersto gehalt zündfä­hige Gemische bilden.
Gefahren von wassersto haltigen Schutz- und Formiergasen
77Trainingsunterlage „Wolfram-Inertgasschweißen“
Page 78
15.4 Verständnisfragen
Welche Arten von Strahlung entstehen bei der WIG-Schweißung?
Wie hoch darf bei Gleichstrom im normalen Betrieb der Scheitelwert der
Leerlaufspannung sein?
Warum kann das ungiftige Argon bei der WIG-Schweißung gefährlich sein?
Was kann sich bei Formiergasen mit höherem Wassersto gehalt bilden?
78Trainingsunterlage „Wolfram-Inertgasschweißen“
Page 79
GLOSSAR
Abschmelzleistung
Die Abschmelzleistung gibt an, wie viel Zusatzwerksto pro Zeiteinheit ab­schmilzt.
Anlassfarben
Anlassfarben nennt man ober ächliche, bunte Färbungen auf Metallen, die meist durch Oxidation entstehen.
Artgleiches Schweißen
Beim artgleichen Schweißen haben Grundwerksto und Zusatzwerksto die gleiche Zusammensetzung. Deshalb verhält sich auch die Schweißung ähnlich wie der Grundwerksto .
Aufmischung
Die Aufmischung bezeichnet das Verhältnis zwischen dem Schweißgut und dem aufgeschmolzenen Grundwerksto .
Balance
Die Balance ist ein Parameter beim Aluminiumschweißen. Die Balance beein­ usst die benötigte Reinigungswirkung bzw. das Einbrandpro l der Schwei­ßung.
A
B
Bindefehler
Bei Bindefehlern entsteht keine korrekte Verbindung zwischen dem Schweiß­gut und dem Grundwerksto .
Drahtrückzug
Nach dem Beenden des Schweißvorgangs wird mit dem Drahtrückzug der stromlose Zusatzwerksto aus dem  üssigen Schmelzbad zurückgezogen.
Einbrand
Als Einbrand wird die Tiefe der Zone des verschmelzenden Zusatzwerksto es mit dem Grundwerksto bezeichnet.
Endkraterriss
Endkraterrisse treten auf, wenn am Ende des Schweißens der Krater nicht aufgefüllt wird, bevor der Lichtbogen erlischt.
Entgasen
Das Entgasen bezeichnet den Austritt von Gasen aus  üssigen oder festem Material während des Schweißvorgangs
Fokussierter Lichtbogen
Ein Lichtbogen mit einem hohen Lichtbogendruck wird fokussierter Lichtbogen genannt.
D
E
F
ITrainingsunterlage „Wolfram-Inertgasschweißen“
Page 80
GLOSSAR
Formieren
Das Formieren bezeichnet eine Methode beim WIG-Schweißen, um den von der Wolframelektrode abgewandten Teil der Schweißnaht vor Oxidation und einem Verzundern zu schützen.
Fugenfl anken
Fugen anken sind Abschrägen der Bleche, um eine vollkommene Durch­schweißung zu gewährleisten.
Gasvorströmung
Die Gasvorströmung beschreibt die Zeitdauer, um den Lichtbogen beim Zün­den von der Umgebungsluft zu schützen.
Heften
Als „Heften“ bezeichnet man das Verbinden der Bauteile vor dem eigentlichen Schweißvorgang.
Inertes Gas
Inerte Gase sind Argon, Helium und deren Gemische.
Intervallbetrieb
Der Intervallbetrieb ist ein unterbrochener Schweißbetrieb, um weniger Wärme in das Werkstück einzubringen.
Kalotte
Eine Kalotte ist eine spezielle Form der Kuppel einer Wolframelektrode. Kalot­ten werden wegen der Strombelastung beim WIG-Schweißen von Aluminium genutzt.
Legierungsabbrand
Chemische Reaktionen im Lichtbogen beein ussen den tatsächlichen Legierungs­gehalt eines Schweißgut. Durch einen Legierungsabbrand entstehen Unterschiede in den Legierungsgehalten der Elektrode und des abgeschmolzenen Schweißgutes.
G
I
K
L
Lichtbogenkennlinie
Die Lichtbogenkennlinie gibt das Verhältnis von Lichtbogenspannung zu Licht­bogenstrom an.
Orbitalschweißen
Das Orbitalschweißen ist ein vollmechanisches WIG-Verfahren, bei dem der Lichtbogen maschinell und ohne Unterbrechung 360 ° um Rohre oder andere Rundkörper herumgeführt wird.
O
IITrainingsunterlage „Wolfram-Inertgasschweißen“
Page 81
GLOSSAR
Oxidbildung
Die Oxidbildung beschreibt das Phänomen, wenn durch Reaktionen im Schmelzbad an der Schweißnahtober äche Oxide entstehen.
Porenbildung
Die Porenbildung ist ein Schweißfehler, der durch Verunreinigung oder Gas­mangel verursacht wird.
Reinigungswirkung
Die Reinigungswirkung meint das Zerstören der Aluminiumoxydschicht durch die Plus-Polung der Wolframelektrode.
Röntgenfi lm
Der Röntgen lm ist ein Hilfsmittel der zerstörungsfreien Prüfung, um in der Schweißnaht Schweißfehler festzustellen.
RPI-Zündung
Eine RPI-Zündung ist die kurze Umpolung der Wolframelektrode auf den Plus­pol, um eine bessere Zündung zu erzielen.
Schweißfolge
Die Schweißfolge bestimmt die Reihenfolge, nach der die Schweißnähte ei­ner Konstruktion erstellt werden. Üblicherweise ist die Schweißfolge in einem Schweißfolge-Plan festgelegt.
P
R
S
Stromquellenkennlinie
Die Stromquellenkennlinie ist der genormte Wert einer Spannung, die für ein bestimmtes Schweißverfahren benötigt wird.
TAC
Beim Heften mit TAC versetzt ein gepulster Lichtbogen das  üssige Schweiß­bad in Bewegung. Dies führt zu einem beschleunigten Zusammen ießen und somit zu einem kürzeren Heftprozess.
Unterpulverschweißen
Beim Unterpulverschweißen wird der Schweißprozess von einer Schicht aus grobkörnigem, mineralischen Schweißpulver bedeckt. Dieses schmilzt durch die vom Lichtbogen emittierte Wärme und bildet eine  üssige Schlacke.
Vorwärmen
Das Vorwärmen ist eine Vorgehensweise, bei der Bauteile erwärmt und anschließend auf einer bestimmten Temperatur gehalten werden, um die Abkühlgeschwindigkeit beim Schweißen zu beein ussen.
T
U
V
IIITrainingsunterlage „Wolfram-Inertgasschweißen“
Page 82
GLOSSAR
Wärmeeinbringung
Als Wärmeeinbringung bezeichnet man die Energie, die während des Schwei­ßens in den Schweißbereich eingebracht wird.
Wärmeleitfähigkeit
Die Wärmeleitfähigkeit ist eine Eigenschaft, die beschreibt, wie gut ein Material den elektrischen Strom leitet.
Wolframeinschlüsse
Beim Berühren des Schmelzbades mit der Wolframelektrode können Partikel der Wolframelektrode in die Schmelze gelangen und dadurch Schweißfehler verursachen.
Wolframelektrode
Die Wolframelektrode ist eine nicht abschmelzende Schweißelektrode für das WIG-Schweißen.
Wurzellage
Die Wurzellage ist die erste Raupe, die bei einer Mehrlagenschweißung in die Schweißfuge eingebracht wird.
W
IVTrainingsunterlage „Wolfram-Inertgasschweißen“
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