Vielseitige TIG-Wolframelektroden: alle Metalle (Stahl, Edelstahl, Aluminium)

Das Wolfram-Inertgas-Schweißen (TIG) ist ein innovatives Verfahren, das Schweißern bei der Ausübung ihres Berufs erhebliche Vorteile bietet. Das TIG-Schweißen ermöglicht es Ihnen, präzise und mit hervorragender Oberflächengüte zu arbeiten. Das TIG-Schweißen ist einfach zu handhaben und in allen Positionen einsetzbar und beruht auf einem denkbar einfachen Prinzip. Es erfordert hauptsächlich die Verwendung von Argon-basiertem Gas sowie einer Wolfram-Schweißelektrode. Ersteres schützt das Schmelzbad vor der Umgebungsluft, während letztere dazu dient, das Metall zu schmelzen. Diese ist maßgeblich an der Erzeugung des Lichtbogens beteiligt und entscheidend für die Schweißqualität. Es gibt (Elektroden) für verschiedene Metallarten, jede mit ihren eigenen Vorteilen.

Warum sollte man jedoch jedes Mal die Elektrode wechseln, wenn es darum geht, verschiedene Metalle zu schweißen, wenn man es mit einer einzigen tun kann? Ja, das ist möglich, und wir werden Ihnen im weiteren Verlauf dieses Artikels mehr über die Wolframelektrode für alle Metalle berichten.

Wozu dient eine Elektrode?

Die Elektrode, auch Schweißstab genannt, ist der für das Schweißen erforderliche Metallzusatz. Sie dient dazu, zwei unabhängige Stahlelemente miteinander zu verbinden. Sie wird in die Klemme eines professionellen MIG-Schweißgeräts eingesetzt, und je nach dem zu schweißenden Metall und seiner Dicke wird sie von Strom mit variabler Intensität durchflossen. Dank des erzeugten Lichtbogens schmilzt die Elektrode, wenn sie mit dem geerdeten Metall in Berührung kommt.

Woraus besteht sie?

Wie bereits erwähnt, dient eine Elektrode beim Schweißen als Metallzusatz. Zu diesem Zweck setzt sie sich zusammen aus:

•         Aus einem Metallkern, dem zentralen Element der Elektrode;
•         Aus einer friablen Umhüllung, die den Kern umgibt.

In der Regel muss der Kern mit dem zu schweißenden Metall kompatibel sein oder aus demselben Material bestehen. Die friable Umhüllung, obwohl zur Ummantelung des Kerns verwendet, ist das Hauptelement der Schweißstange. Während des Schweißens schützt sie den Lichtbogen. Sie dient auch als elektrischer Leiter bei der Zündung. Je nach Schweißposition (flach, fallend, horizontal-oben oder steigend) ermöglicht die Umhüllung eine präzise Ausrichtung des Lichtbogens. Schließlich schützt die Umhüllung dank einer an die Oberfläche steigenden Schlacke wirksam das Schmelzbad.

Die Wolframelektrode WL15 (Lanthan)

Üblicherweise blau oder golden sind die Wolfram-Schweißelektroden aus Lanthan vielseitige und universelle TIG-Schweißstäbe. Im Gegensatz zu Standardmodellen, die nur für bestimmte Metallarten geeignet sind, können Wolframelektroden WL15 alle Metallarten schweißen und werden sowohl mit Gleichstrom (DC) als auch mit Wechselstrom (AC) verwendet. Aluminium, Kupfer, Magnesium und Titan, um nur einige zu nennen, können als Reinmaterial oder als Legierungen mit der Universalelektrode geschweißt werden. Diese weisen einen erstaunlich langsamen Verschleiß sowie eine energieeffizientere Zündung auf als WR2-Elektroden (eine weitere Kategorie von Universalelektroden). Dies ist auf den hohen Anteil an Lanthanoxid in ihrer Zusammensetzung zurückzuführen. Sie werden jedoch für niedrige Stromstärken empfohlen.

Die Wolfram-Schweißelektroden WL15 erfüllen auch die Anforderungen kleiner Reparaturarbeiten, von Schweißarbeiten in Werkstätten sowie auf Baustellen. Sie bieten dem Anwender einen großen Spielraum bei Handhabungsfehlern dank einer guten Zündfähigkeit. Die universelle Wolframelektrode wird auch in hochprofessionellen Industriebereichen eingesetzt. Dort ist sie für den Einsatz durch Roboter mit einem hohen Standardisierungsgrad bestimmt.

Vorteile und Eigenschaften der vielseitigen Wolframelektrode

Die Universalelektroden sind zum Schweißen von Metallen aus Stahl, Messing, Kupfer, Edelstahl usw. geeignet. Sie bieten ein Schweißverfahren bei niedrigen bis mittleren Stromstärken. Es ist auch möglich, mit diesen Wolframelektroden Aluminium im Wechselstrombetrieb zu schweißen. Diese für alle Metalle geeigneten Schweißstäbe sind neben ihrer Nicht-Radioaktivität den thorierten Elektroden in ihren Eigenschaften ähnlich. Allerdings zeichnen sich die vielseitigen Wolfram-Schweißstäbe durch ihre hervorragende Zündqualität aus. Perfekt für das automatische Schweißen sorgen sie für eine ausgezeichnete Gleichmäßigkeit bei der Nahtausführung.

Das Auswahlkriterium der universellen Wolframelektrode

Zweifellos ist "der Faktor" Qualität der wichtigste bei der Wahl einer Wolfram-Schweißelektrode. Dieses Kriterium hat einen direkten Einfluss auf die Zündfähigkeit, die Lebensdauer und die Qualität des Lichtbogens. Auch das Ergebnis der Schweißung hängt von der Qualität der Elektrode ab, ob es optimal ausfällt oder nicht. Beim Schweißen ist es generell schwierig, bestimmte Qualitätsmängel mit bloßem Auge zu erkennen. In diesem Fall wäre der einzige Ausweg eine eingehende metallurgische Analyse. Im Folgenden sind jedoch die wichtigsten Qualitätsindikatoren einer Wolframelektrode aufgeführt:

•         Die Oberflächenqualität: Dieses Kriterium verpflichtet die Hersteller, Elektroden mit einer gesetzlich geregelten Rauheit anzubieten. Die Oberfläche dieser muss absolut poliert und frei von Verunreinigungen sein.
• Die Festigkeit der Elektrode: Dieses Merkmal ist für eine Wolfram-Schweißelektrode unverzichtbar, da die Kontrolle des Lichtbogens und das gelingende Schärfen von diesem Aspekt abhängen.
•         Die Zusammensetzung: Diese, ebenfalls gesetzlich geregelt, ermöglicht festzustellen, ob Elektroden rein sind oder nicht. Ziel ist es, dass die Zusammensetzung der Elektroden die Bildung von Tröpfchen im Schweißbad verhindert.
•         Die Herstellung: Zu den häufigsten Herstellungsfehlern zählen die ungleichmäßige Verteilung der Oxidzusätze oder Sinterfehler in der Elektrode.

Das Schärfverfahren für Wolframelektroden

Das Schärfen der Elektroden ist eine wesentliche Phase beim TIG-Schweißen. Der Grund dafür: Die Qualität der Schweißnaht hängt stark davon ab. So unterscheidet sich das Schärfen der Elektrodenspitze beim Schweißen mit Wechselstrom von dem beim Schweißen mit Gleichstrom. Unabhängig von der Situation müssen die durch das Schleifen entstandenen Rillen jedoch stets in Richtung der Elektrode verlaufen und einem bestimmten Winkel mit einem Flachschliff folgen. Dies ist unbedingt erforderlich, um Wolframeinschlüsse in der Schweißnaht zu vermeiden. Die Schweißstange muss daher einer bestimmten Geometrie folgen.

Welchen Schärfwinkel gilt es einzuhalten?

Die Geometrie der Naht und die Eigenschaften des Lichtbogens sind direkt oder indirekt dem Einfluss des Schärfwinkels unterworfen. Dieser ist daher im gesamten Schweißprozess sehr wichtig. In der Regel entscheiden sich Schweißspezialisten für Elektroden, deren Spitze einen Winkel zwischen 15 und 45˚ aufweist. Ein Winkel, der diesen Bereich überschreitet, führt zu einer zylinderförmigen Lichtbogensäule, während ein Winkel unterhalb dieses Bereichs den Lichtbogen aufweitet und zu einer konischeren Lichtbogensäule führt.

Was die Industrie und ihre automatisierten Verfahren betrifft, wird der Schärfwinkel bestimmt, um eine gute Stabilität und eine gute Lebensdauer des Lichtbogens zu gewährleisten. Um diese Stabilität zu erreichen, wird die Elektrode stets in Längsrichtung geschärft. Achten Sie außerdem darauf, sie nicht senkrecht zur Achse zu schärfen. Dies könnte den Lichtbogen instabil und unregelmäßig machen und zu einem zufälligen Schweißergebnis führen. Die Elektrode wird anschließend poliert, um eine gute Lebensdauer zu erzielen.

Der Flachschliff

Die Position des Flachschliffs an der Spitze der Schweißelektrode ist wesentlich. Sie wird unter Berücksichtigung der verwendeten Stromdichte bestimmt. Wenn die Elektrode spitz und gut geschärft ist, erfolgt die Lichtbogenzündung wesentlich leichter. Nach einer gewissen Zeit verschlechtert sie sich jedoch und birgt das Risiko von Wolframeinschlüssen in der Schweißnaht. Ein größerer Flachschliff verlängert die Lebensdauer der Elektrode. Wenn der Flachschliff jedoch im Verhältnis zur Stromstärke zu groß oder zu breit ist, wird der Lichtbogen wenig direktiv und recht instabil.

Für einen stabilen Lichtbogen ist daher ganz natürlich ein geeigneter Flachschliff erforderlich. Die richtige Wahl des Flachschliffs ermöglicht auch einen punktgenauen Elektronenübertrag und eine längere Lebensdauer der Elektroden, ohne das Risiko eines Wolfram-Schweißeinschlusses befürchten zu müssen. Als letztes Kriterium ist es wichtig, den Abstand Kontaktrohr-Elektrode zu berücksichtigen. Dieser beeinflusst auch die Nahtbreite durch die erhöhte Lichtbogenspannung und mittelbar das Verhältnis von Innen- zu Außenbreite der Naht.

Wolframelektrode: Welche Ausschublänge ist ideal?

Um vor dem Gas geschützt zu sein, ist es wichtig, den Abstand Düse-Elektrode einzuhalten. Ist die Ausschublänge der Elektrode zu kurz, kommt es zur Erstickung des Lichtbogens und zur Überhitzung der Keramikdüse. Ist diese Länge hingegen zu groß, verliert der Lichtbogen seinen Fokussierungseffekt und der Schutz des Schweißbades und der Elektrode ist nahezu nicht mehr vorhanden. Die angemessene Länge beträgt das 2- bis 3-Fache des Elektrodendurchmessers. Theoretisch ist dies die ideale Lösung, wenn die Fase eine ausreichende Tiefe aufweist.