Welches Gas zum MIG-Schweißen?
Lichtbogenschweißverfahren unter Gasschutz werden in der metallverarbeitenden Fertigung und im Schweißbau häufig eingesetzt. Beim MIG-MAG-Schweißen erfolgt der Lichtbogen mit Metallübertrag. Im Gegensatz zum WIG-Schweißen gibt es beim MIG-MAG-Verfahren eine hohe Konzentration an Metalldämpfen, die den Großteil der stromtragenden Teilchen liefern.
Die Art des verwendeten Schutzgases entscheidet darüber, ob das Verfahren MIG (Metal Inert Gas) oder MAG (Metal Active Gas) ist. Beim MIG-Schweißen werden ausschließlich Inertgase und Inertgasgemische verwendet, da die zu schweißenden Metalle beim MIG-Verfahren in der Regel keine aktiven Verbindungen vertragen (Aluminium und Aluminiumlegierungen).
Die richtige Wahl des Schutzgases je nach Anwendung beim MIG-Verfahren verhindert Schweißfehler. Bei unzureichendem Gasschutz des Schmelzbades entstehen verschiedene Schweißunvollkommenheiten wie Poren, Oberflächenoxidationen … oder eine Verschlechterung der mechanischen Eigenschaften des Schmelzmetalls mit erheblichen Folgen für die Schweißkonstruktion.
Euro-Welding kann Sie bezüglich der am besten geeigneten Gase für das MIG-Schweißen je nach Anwendung beraten. Wir bieten Ihnen MIG-Gase in Einwegflaschen oder wiederauffüllbaren Flaschen je nach Bedarf an. Ob Argon, Helium oder andere spezifischere Gemische … Sie können sich auf den bewährten Rat unserer Experten verlassen, die jederzeit zur Verfügung stehen, um alle Ihre Fragen zu beantworten und zusätzliche Informationen zu liefern. Zögern Sie nicht, uns zu kontaktieren – die Welt des Schweißens ist unsere Leidenschaft, und die besten Schweißgeräte und -produkte anzubieten ist unser Beruf!
Eine kurze Erinnerung zum MIG-Schweißen
Das MIG-Verfahren ermöglicht das elektrische Lichtbogenschweißen unter Schutz eines Inertgases mit abschmelzender Elektrode.
Bei dieser Art des Schweißens wird der Lichtbogen zwischen einem Drahtelektrodendraht und den zu verbindenden Werkstücken gezogen.
Ein Schweißbrenner führt den Drahtelektrodendraht, der automatisch vorgeschoben wird, und richtet den Strahl des Inertgases (Argon, Helium …) auf das Schmelzbad, das so vor Oxidation geschützt wird.
Der schmelzende Drahtelektrodendraht befindet sich auf einer Spule, die sich abrollt, während das Gas, das dieselbe Funktion wie die Umhüllung von Stabelektroden hat, in Flaschen enthalten ist.
Dieses sogenannte homogene Verfahren mit Zusatzwerkstoff unter neutraler Atmosphäre ermöglicht das Punkt- oder Nahtschweißen und kann automatisiert werden.
Die Rolle des Schutzgases beim MIG-Schweißen
Beim MIG-Schweißen, wie bei jedem Schutzgasschweißverfahren, schützt das Schutzgas das Schmelzbad vor den schädlichen Einwirkungen der Umgebungsluft, die aus Sauerstoff, Stickstoff und Feuchtigkeit besteht. Dies mag widersprüchlich erscheinen, da Sauerstoff, Wasserstoff oder Stickstoff in manchen Fällen dem Schutzgas absichtlich beigemischt werden, um die Bedienbarkeit, das Schweißnahtaussehen oder metallurgische Eigenschaften zu verbessern. Diese Gasgemische werden jedoch nur dann eingesetzt, wenn das Zusatzgas keine negativen metallurgischen Auswirkungen im Werkstoff verursacht.
Neben seiner metallurgischen Funktion muss das Gas auch die notwendigen Eigenschaften besitzen, um optimale Bedingungen für den elektrischen Lichtbogen zu schaffen: eine einfache Zündung zu begünstigen, leicht ionisierbar zu sein, um einen Lichtbogen bei niedriger Spannung zu erhalten, eine Lichtbogenwurzelstabilität zu ermöglichen, zum Wärmeübertrag beizutragen, das Verhalten des Schmelzbades zu beeinflussen (Benetzbarkeit, Fließfähigkeit) … und dies alles unter Gewährleistung eines hochwertigen Schweißnahtprofils.
Die Wahl des Gases oder Gasgemisches wird damit zu einem wichtigen Parameter, da seine Wirkung die erzielten Leistungen je nach angewendetem Verfahren beeinflusst. Es empfiehlt sich daher, die metallurgische Verträglichkeit eines Gastyps mit den zu fügenden Werkstoffen, die Wirkung eines Bestandteils auf das Lichtbogenverhalten, die Umweltauswirkungen auf den Schweißer sowie die Kosten des fertigen Produkts zu berücksichtigen.
Die beim MIG-Schweißen verwendeten Gase sind daher Inertgase, einatomige Gase: Argon, Helium und Gemische – unabhängig vom Anteil findet keine Reaktion mit dem Schmelzmetall statt. Bei einem Inertgas gibt es praktisch keine Reaktion mit dem Schmelzbad, im Gegensatz zur Verwendung eines aktiven Gases, das direkt an der Schweißwirkung teilnimmt. Die Besonderheit des MIG-Schweißens besteht jedoch darin, dass das Gas die günstigen Bedingungen für einen bestimmten Metalltransferbereich im Lichtbogen sowie den Wert des Arbeitsbereichs beeinflusst.
Argon und Helium – die wichtigsten Gase beim MIG-Verfahren
Beim MIG-Verfahren dient das Inertgas dazu, bestimmte Elemente der Schweißung zu schützen: den Drahtelektrodendraht, den Lichtbogen, das Schmelzbad und die Umgebung des Grundmaterials sind vor atmosphärischer Verunreinigung geschützt.
So ist Argon (Ar) das einzige Inertgas, das sich für nahezu alle Schweißanwendungen eignet. Durch fraktionierte Destillation der Atmosphäre gewonnen, bietet der Stoff eine einfache Zündung und eine recht gute Lichtbogenstabilität. Dennoch ist es wichtig zu wissen, dass ein Gemisch aus Argon und Kohlendioxid, ebenso wie reines Sauerstoff oder reines Kohlendioxid, mit einem flüssigen Schmelzbad reagiert.
Helium (He) ist ein recht seltenes Inertgas natürlichen Ursprungs, das aus dem Untergrund gewonnen wird. Es bietet den Vorteil einer besseren Einbrandtiefe bei geringerer Lichtbogenstabilität. Es wird häufiger bei Materialien mit hoher Wärmeleitfähigkeit und bei großen Materialdicken eingesetzt. Da Helium leichter als Luft ist, muss es in größeren Mengen eingesetzt werden, um einen ausreichenden Schutz zu gewährleisten. Im Gegensatz zu Argon trägt Helium weder zur Sauerstoffanreicherung noch zur Qualität der chemischen Schweißnahtbindung bei, erhöht jedoch die Schweißgeschwindigkeit. Darüber hinaus gewährleistet Helium eine deutlich bessere Flankeneinbrandtiefe. Aus diesen Gründen wird Helium oder ein Helium/Argon-Gemisch häufig beim MIG- oder TIG-Schweißen eingesetzt.
Was Argon grundlegend von Helium unterscheidet, ist die Wärmeleitfähigkeit des Lichtbogens sowie das Ionisierungspotenzial. Die Wärmeleitfähigkeit beschreibt den Wärmeübergang, der vom Zentrum nach außen der Lichtbogensäule stattfindet, und damit die zentrale Achse des Lichtbogens als heißesten Bereich. Argon besitzt eine geringe Wärmeleitfähigkeit und erzeugt eine hohe Energiedichte im inneren Bereich des Lichtbogens. Helium erzeugt ein leitfähigeres Lichtbogenplasma und führt zu einer gleichmäßigeren Wärmeverteilung.
Darüber hinaus kann Argon, da es recht schwer ist, eine deckende Schicht über dem Schmelzbad bilden. Helium hingegen, das leichter ist, neigt dazu, in Wirbeln um die Düse aufzusteigen. Aus diesem Grund muss der Durchfluss von Helium höher sein als der von Argon.
Es empfiehlt sich daher, das Verhalten dieser Inertgase beim Schweißen klar zu unterscheiden und ihre physikalischen Eigenschaften zu berücksichtigen, die in der folgenden Tabelle zusammengefasst sind.
| Gas | Symbol | Art | Herkunft | Siedepunkt | Dichte (Masse/Vol.) | Dichte | Liter flüss./m² | Eigenschaften |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Argon | Ar | Inert | Durch Verflüssigung aus der Luft gewonnen | unter -185 °C | 1,69 kg/m³ | 1.38 | 0,83 | Geringes Ionisierungspotenzial |
| Helium | He | Inert | Natürlichen Ursprungs | unter -269 °C | 0,169 kg/m³ | 0.14 | 0,74 | Hohes Ionisierungspotenzial |
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