Wie Gase im Schweißverfahren die Metallverarbeitung revolutionieren

Hier wird nun gezeigt, wie entscheidend Schutzgase bei der Konstruktion von Metallstrukturen tatsächlich mitwirken.

Beim Schutzgasschweißen werden Schutzgase angewendet, um die Qualität des Endprodukts zu gewährleisten. Die Gase schützen während des Schweißens den Lichtbogen und das Schmelzbad vor atmosphärischen Einflüssen. Dies ist sowohl beim WIG-Schweißverfahren als auch beim MIG- und MAG-Schweißen der Fall, wobei für jede dieser Methoden spezifische Gase zum Einsatz kommen.

Ohne Schutzgas könnten atmosphärische Gase mit den heißen Metallen reagieren und somit Korrosion oder Verbrennungen verursachen, was die Qualität der Schweißnaht erheblich beeinträchtigen würde.

Welche Gase werden beim Schutzgasschweißen verwendet?

Je nachdem, welches Metallstück bearbeitet werden soll, kommt ein anderes Gas(-gemisch) zum Einsatz. Die wichtigsten Schutzgase sind:

• Argon
• Helium
• Sauerstoff
• Kohlendioxid
• Stickstoff
• Wasserstoff
• Mischungen aus diesen Gasen

Je nachdem, welches Metall bearbeitet wird, kommt entweder ein aktives oder inaktives Schutzgas zum Einsatz.

Inaktive (Inerte) Schutzgase

Die wichtigsten inaktiven, also inerten Schutzgase, sind Argon und Helium. Ein Inertgas reagiert nicht mit dem geschmolzenen Metall oder dem Lichtbogen. Es schützt den Schweißbereich also, ohne chemisch zu interagieren. Schweißen mit inerten Gasen verursacht nur minimale Verunreinigung und bildet keine Schlacken. Das führt zu ästhetisch ansprechenden und starken Schweißverbindungen.

Vor allem bei empfindlichen Materialien und komplexen Schweißaufgaben sorgen inerte Gase für eine bessere Kontrolle über den Schweißprozess. Inaktive Schutzgase …

• … sind ideal für Materialien, die empfindlich auf Verunreinigungen reagieren –  so etwa Aluminium und Edelstahl.
• … sind allerdings oft teurer als andere Gase und werden daher eher für spezialisierte Anwendungen bevorzugt.
• … liefern eine hohe Oberflächenqualität.
• … erfordern kaum Nachbearbeitung.
• … werden hauptsächlich in der Präzisionsfertigung, in der Luft- und Raumfahrt sowie bei dekorativen Metallarbeiten verwendet.

Aktive Schutzgase

Die am häufigsten verwendeten, aktiven Schutzgase sind Mischgase, die Argon mit einem Anteil an CO₂ oder Sauerstoff kombinieren. Aktive Gase reagieren mit dem geschmolzenen Metall und dem Lichtbogen, was bestimmte Eigenschaften, wie die Stabilität der Schweißnaht, positiv beeinflusst.

Aktive Gase ermöglichen eine tiefere Durchdringung des Schweißguts und sorgen so für besonders starke und belastbare Verbindungen. Aktive Schutzgase …

• … werden oft eingesetzt bei allgemeinen Baustählen und dort, wo tiefe Durchdringung und Stabilität der Schweißnaht entscheidend sind.
• … sind kostengünstiger und werden daher für großflächige und strukturelle Anwendungen im Bauwesen bevorzugt.
• … produzieren funktional hochwertige, aber möglicherweise optisch weniger ansprechende Schweißnähte, die in der Regel mehr Nachbearbeitung erfordern.
• … werden vor allem zur Errichtung von Gebäuden, Brücken und großen Metallstrukturen verwendet.

WIG, MIG, oder MAG?

Mit den Abkürzungen WIG, MIG und MAG werden die gängigen Schutzgasschweißverfahren bezeichnet. Aus dem jeweils zweiten Buchstaben der Bezeichnung kann bereits herausgelesen werden, ob es sich bei den verwendeten Schutzgasen um aktive (A) oder inaktive (I) Gase handelt.

WIG-Schweißen

WIG steht für Wolfram-Inert-Gas (“Wolfram-Inaktives-Gas”). Es ist auch unter der englischen Bezeichnung TIG-Schweißen (Tungsten-Inert-Gas) bekannt. Beim WIG-Schweißen wird fast ausschließlich Argon oder Helium aber auch verschiedene Gasgemische verwendet. Die Edelgase helfen dabei, hochwertige Schweißnähte zu erzeugen, ganz besonders bei dünnen Materialien und hochlegierten Stählen.

Das WIG Schweißen ermöglicht eine hohe Kontrolle über den Schweißprozess und sehr saubere und präzise Schweißnähte bei wenig Schlackenbildung. WIG-Schweißen kommt zum Einsatz bei:

• hochlegierten Stählen
• Aluminiumlegierungen
• Nichteisen-Metalle

MIG-Schweißen

MIG steht für Metal-Inert-Gas (“Metall-Inaktives-Gas”). Oft werden dafür die inaktiven Gase Argon oder Helium zum Schweißen von Aluminium und rostfreiem Stahl verwendet. Dadurch entsteht eine saubere und kontrollierte Schweißumgebung. MIG-Schweißen wird verwendet für:

• Nichteisenmetalle
• Aluminium
• Kupfer

Beim MIG-Schweißen entsteht ein elektrischer Lichtbogen, sobald der Schweißdraht das Bauteil berührt. Das sogenannte  Lichtbogenschweißen ermöglicht besonders schnelles Arbeiten und liefert hochqualitative Ergebnisse.  Es wird in drei Unterarten unterteilt: Kurzlichtbogen, Impulslichtbogen und Sprühlichtbogen.

• Kurzlichtbogen: Beim Kurzlichtbogen entstehen kaum Spritzer oder Tropfen. Diese Methode ist ideal für dünne Bleche.
• Impulslichtbogen: Der Impulslichtbogen sorgt für gleichmäßige Übergänge. Diese Methode ist für jede Blechdicke geeignet.
• Sprühlichtbogen: Durch die hohe Schweißgeschwindigkeit werden mit dem Sprühlichtbogen besonders saubere Werkstoffübergänge möglich. Diese Methode eignet sich vor allem für dicke Bleche.

MAG-Schweißen

MAG steht für Metal-Active-Gas (“Metall-Aktives-Gas”). Für das MAG-Schweißen werden entweder Kohlendioxid oder Argon-Kohlendioxid-Mischungen verwendet. MAG-Schweißen ist ein vergleichsweise effizientes und kostengünstiges Schweißverfahren. Besonders beliebt ist diese Methode deshalb in der Industrie und wird vorzugsweise für das Schweißen von Stahlkonstruktionen und anderen großen Metallstrukturen verwendet. MAG ist genauso wie MIG ein Schweißverfahren mit Lichtbogen. Es wird für unlegierte und niedrig legierte Stähle verwendet.

Vorsicht beim Schweißen im Freien

Das Schweißen mit Schutzgasen bringt viele Vorteile mit sich. Einen Nachteil haben die Schutzgasschweißverfahren jedoch gemeinsam: Im Freien können Wind und Witterung die Schutzgase verwehen. WIG, MIG und MAG sind deswegen unbedingt in geschlossenen Räumen anzuwenden.

Schutzgase beim Schweißen: mehr als nur heiße Luft

Schutzgase tragen in der Metallverarbeitung wesentlich zur Qualität und Effizienz moderner Schweißverfahren bei. Klar ist auch: Die Baubranche wächst, aber auf niedrigerem Niveau. Umso wichtiger ist es, essenzielle Prozesse wie das Schweißen so effizient wie möglich zu gestalten.

Inerte Gase wie Argon und Helium sorgen für präzise und saubere Schweißnähte bei empfindlichen Materialien. Aktive Gase wie Kohlendioxid ermöglichen eine tiefere Durchdringung und starke Verbindungen bei Baustählen. Diese unsichtbaren Helfer haben die Metallbearbeitung definitiv revolutioniert.

Autor: Harald Antalovic

Harald Antalovic ist Experte auf dem Gebiet der Schweißtechnik bei der Messer Austria GmbH. Mit seiner umfassenden Erfahrung in der Branche hat er sich auf die Entwicklung und Implementierung innovativer Schweißlösungen spezialisiert. Seine Begeisterung für Präzision und Effizienz motiviert ihn, stets optimale Ergebnisse für seine Kunden zu erzielen.