Schweißen mit Schutzgas (Argon):
Präzise Verbindungen für vielfältige Materialien
Im Gegensatz zum herkömmlichen Lichtbogenschweißen, bei dem die Schweißstelle lediglich durch die Umgebungsluft geschützt wird, kommt beim Schweißen mit Schutzgas ein inertes Gas zum Einsatz. Dieses Gas, meist Argon oder Helium, verdrängt den Sauerstoff aus der Umgebung und verhindert so die Oxidation der Schweißstelle.
Das Ergebnis: Präzise, saubere und hochfeste Schweißnähte, die selbst den höchsten Ansprüchen genügen.
Generell muss bei Schweißarbeiten der für das jeweilige Verfahren zugelassener Augenschutz (z.B. Schutzbrille, Schweißerhelm) getragen werden, um Augenverletzungen zu vermeiden. Die Fa. Lampert hat ein eigenes Sortiment an Augenschutzsystemen, die exakt auf die Verwendung zusammen mit ihren Feinschweißgeräten abgestimmt sind.
Schutzgasschweißen ist der Überbegriff zu unterschiedlichen Schweißverfahren, die nachfolgend näher beschrieben sind. Es wird dabei mittels elektrischen Stroms zwischen einem metallischen Werkstück und einer Schweißelektrode unter einer Schutzgas-Atmosphäre ein Lichtbogen gezündet, der zu einer lokalen Aufschmelzung führt.
Es gibt Schweißgeräte bzw. Schweißverfahren, die mit einer abschmelzenden Elektrode arbeiten, andere mit nicht-abschmelzenden Elektroden (z.B. aus Wolfram-Legierungen).
Generell muss bei Schweißarbeiten für das jeweilige Verfahren zugelassener Augenschutz (z.B. Schutzbrille, Schweißerhelm) getragen werden, um Augenverletzungen zu vermeiden. Lampert bietet ein eigenes Sortiment an Augenschutzsystemen an, das exakt auf die Verwendung zusammen mit ihren Feinschweißgeräten abgestimmt ist.
WIG-Schweißen im Allgemeinen:
WIG-Schweißen bedeutet Wolfram-Inertgas-Schweißen mit einer nicht-abschmelzender Wolfram-Elektrode. Es kann dabei auch mit Schweißzusatzwerkstoffen gearbeitet werden.
Für dieses Verfahren geeignet sind alle Metalle und Legierungen, die generell zum Schmelzschweißen geeignet sind. Die Bandbreite der Schweißbarkeit reicht je nach Legierung und Schweißverfahren von nicht schweißbar über bedingt schweißbar bis hin zu sehr gut für das Verschweißen geeignet. Auskunft hierüber geben die jeweiligen Materialdatenblätter der Legierungen.
Es gibt Schweißgeräte, die mit Gleichstrom (z.B. für verschiedenste Stähle, Edel- und NE-Metalle) arbeiten, andere mit Wechselstrom (z.B. für schweißbare Aluminium-Legierungen und andere Leichtmetalle). Darüberhinaus gibt es auch Schweißgeräte, dies sowohl Gleichstrom als auch Wechselstrom beherrschen und je nach Legeriung und Einstellung wischen beiden Verfahren wechseln können..
Lampert-Mikroimpuls-Schweißgeräte arbeiten zwar ausschließlich mit Gleichstrom, jedoch kann die Anwendung spezieller Schweißkurven mit Hochfrequenz-Überlagerungen in bestimmten Fällen die Bearbeitung von Leichtmetallen (z.B. von einigen Aluminium-Legierungen) gut ermöglichen, für die ansonsten eine Wechselstromquelle erforderlich wäre.
Als Schutzgase werden am häufigsten Argon, Stickstoff oder Helium verwendet, oder je nach Anwendung unterschiedliche Gasgemische daraus.
Vorteile des Schweißens mit dem Schutzgas Argon:
Das Verschmelzen mit Schutzgas überzeugt durch eine Vielzahl von Vorteilen, die es zu einer unverzichtbaren Technik in der Metallbearbeitung machen. Im Vergleich zu anderen Schweißverfahren bietet es folgende Pluspunkte:
- Präzise Schweißnähte: Das Schutzgas verhindert die Oxidation der Schweißstelle, und ermöglicht somit saubere und präzise Nähte mit minimaler Schlackebildung. Dies ist besonders wichtig bei filigranen Werkstücken und Anwendungen, die höchste Genauigkeit erfordern.
- Hohe Nahtfestigkeit: Die Schutzgasschweißnähte zeichnen sich durch eine hohe Festigkeit und Belastbarkeit aus. Sie halten selbst extremen Beanspruchungen stand und garantieren so dauerhafte und zuverlässige Verbindungen.
Vielseitige Anwendung: Das Fügen mit Schutzgas eignet sich für eine Vielzahl von Materialien, von unlegierten Stählen bis hin zu Aluminium und Edelstahl. Dies macht es zu einem universellen Verfahren, das in den unterschiedlichsten Branchen eingesetzt werden kann.
Saubere Schweißnähte: Durch die Verwendung von Schutzgas entstehen kaum Schweißspritzer und Rauchentwicklung. Dies führt zu sauberen, homogenen Schweißnähten, die optisch ansprechend sind und nur minimale Nachbearbeitung erfordern.
Geringere Schweißverzüge: Die kontrollierte Hitzeeinbringung beim Verschmelzen mit Schutzgas minimiert thermische Verzüge im Werkstück. Dies ist besonders wichtig bei dünnen Blechen und empfindlichen Materialien, die durch Verzug leicht deformiert werden können.
Verbinden von dünnen Materialien: Verbinden mit Schutzgas eignet sich hervorragend zum Verbinden von dünnen Materialien, die mit anderen Verfahren nur schwer zu verschweißen sind. Die präzise Steuerung des Lichtbogens ermöglicht saubere und feste Nähte auch bei filigranen Werkstücken, wofür insbesondere die Lampert-Mikro-WIG-Impulstechnologie hervorragend geeignet ist
- Gute Durchdringung: Die hohe Energiedichte des Schutzgasschweißbogens sorgt für eine tiefe Durchdringung des Werkstückmaterials. Dies führt zu festen und zuverlässigen Verbindungen, auch bei dickeren Werkstücken.
Die Hauptverfahren im Schweißen mit Schutzgas: MIG/MAG, WIG und Plasmaschweißen
Unter dem Dach des Schweißens mit Schutzgas werden drei Verfahren zusammengefasst, die jeweils ihre eigenen Stärken und Anwendungsgebiete haben:
- Metall-Inertgas- und Metall-Aktivgas-Schweißen (MIG/MAG): Der Alleskönner unter den Schutzgasschweißverfahren. MIG eignet sich ähnlich wie MAG für eine Vielzahl von Materialien, und überzeugt durch hohe Schweißgeschwindigkeiten und einfache Handhabung. Der Unterschied zwischen MIG und MAG besteht in der Art des verwendeten Gases: Während das Schutzgas (meist Argon oder Helium) bei MIG-Schweißen nicht mit den Werkstoffen reagiert, wirkt das Aktivgas (meist Gemisch aus Argon, CO2 und/oder Sauerstoff) stabilisierend auf den Lichtbogen und erlaubt gezielte gewollte Reaktionen mit dem Werkstück, um unerwünschte Effekte (z.B. Spritzer oder Abbrand) zu vermeiden. MIG wird aufgrund der höheren Möglichen Temperatur meist für das Verschweißen von Nichteisen-Metallen eingesetzt, MAG hauptsächlich für das Verschweißen von Stählen unterschiedlicher Legierung.
Wolfram-Inertgas-Schweißen (WIG): Die Königin der Präzision. WIG-Schweißen ermöglicht edelste Schweißnähte, selbst an filigranen Werkstücken wie Edelstahl oder Aluminium. Der Lichtbogen wird durch eine nicht abschmelzende Wolframelektrode erzeugt, was höchste Präzision und Kontrolle garantiert.
Plasmaschweißen: Der Kraftprotz unter den Schutzgasschweißverfahren. Plasmaschweißen eignet sich für besonders dicke Materialien und schwer zugängliche Stellen. Der Lichtbogen wird durch einen Plasmastrahl fokussiert, was sehr hohe Temperaturen und eine tiefe Durchdringung ermöglicht.
- Patentiertes Lampert-Schweißprinzip als Variante des klassischen WIG-Schweißens
- Lampert Schweißgeräte ermöglichen WIG-Schweißen mittels einzelner, sehr kurzer Schweißimpulse, dieI mpulsdauer ist dabei in kleinen Schritten zwischen 0,1 bis 34 Millisekunden frei wählbar.
- Im Gegensatz zum Verschweißen mit einem stehenden (permanenten) Lichtbogen ist die Wärmeentwicklung mit einem Fein-Schweißgerät von Lampert signifikant geringer. Es lassen sich so minimale Materialstärken von bis zu 0,1 mm, aber auch bis zu maximal mehreren Millimetern stabil verschweißen – je nach den gewählten Parametern für Impulsdauer und Stromstärke.
- Die Möglichkeiten, mit sehr geringen Eindringtiefen und geringem Verzug oder in stark hitzeempfindlichen Bereichen prozesssicher zu arbeiten, gleichzeitig auch sehr feine und kontrollierte Schweißungen an sehr großen Objekten durchführen zu können, sind die großen Unterscheidungsmerkmale zu klassischen WIG-Schweißgeräten.
- Es können jederzeit Schweißdrähte als Zulege- und Verbindungsmaterial verwendet werden.
- Die Schweißgeräte von Lampert finden Ihren Einsatz in Industrie, Forschung und Entwicklung, im Prototypenbau, Serienfertigung, bei (teil-)automatisierten Anwendungen, bei Goldschmieden, Silberschmieden, Uhrmachern, Zahntechnikern, in der Kieferorthopädie, bei Modellbauern, in Bereich der Restaurierung von Oberflächen und vielen weiteren Anwendungen.
Materialvielfalt beim Schweißen mit Schutzgas:
Von Stahl bis hin zu Edelstahl und Aluminium
Die Einsatzmöglichkeiten des Schweißens mit Schutzgas sind nahezu grenzenlos. Ob unlegierte und legierte Stähle, Aluminium und Aluminiumlegierungen, Edelstahl, Kupfer oder Kupferlegierungen – Schweißgeräte mit Schutzgas verbinden nahezu alle gängigen Metallarten sicher und zuverlässig.
Stahl
Unlegierte und legierte Stähle bilden das Fundament des Verbindens mit Schutzgas. Ihre Vielseitigkeit, Festigkeit und gute Schweißeigenschaften machen sie zu den am häufigsten geschweißten Materialien. Ob Konstruktionen aus unlegiertem Baustahl, hochfeste Fahrzeugteile aus legiertem Stahl oder filigrane Edelstahlkonstruktionen – Stahl bietet für nahezu jede Anwendung die passende Legierung.
Aluminium
Aluminium besticht durch sein geringes Gewicht und seine hohe Korrosionsbeständigkeit. Im Schweißen mit Schutzgas findet es vielfältige Anwendungen, von Flugzeugteilen und Automobilkomponenten bis hin zu elektronischen Geräten und Sportartikeln. Die Herausforderung beim Verschweißen von Aluminium liegt in seiner hohen Wärmeleitfähigkeit, die eine präzise und kontrollierte Hitzeeinbringung erfordert.
Gold, Silber und Platin
Schweißen mit Schutzgas findet auch Anwendung in der Schmuckfertigung (Siehe PUK6 von Lampert): Fixierschweißungen und Reparaturen, Ergänzen von Fehlstellen, Verfüllen von Poren mittels Auftragen von Schweißdraht, und noch vieles mehr lässt sich mit dem PUK 6 realisieren – von der kleinsten Reparatur über die Serienfertigung bis hin zur außergewöhnlichsten Neu-Kreation.
Edelstahl
Edelstahl vereint Eleganz mit Robustheit und Korrosionsbeständigkeit. Seine Verwendung im Schweißen mit Schutzgas reicht von medizinischen Implantaten und Lebensmittelmaschinen bis hin zu chemischen Anlagen und Architekturfassaden. Die Schweißbarkeit von Edelstahl hängt stark von der Legierungszusammensetzung ab und erfordert spezielles Know-how und Schweißzusatzmaterialien.
Kupfer und Kupferlegierungen
Kupfer und Kupferlegierungen zeichnen sich durch ihre hervorragende elektrische Leitfähigkeit und thermische Eigenschaften aus. Im Schweißen mit Schutzgas finden sie Anwendung in der Elektroindustrie, der Heiz- und Klimatechnik sowie in der Automobilindustrie. Die Herausforderung beim Verschweißen von Kupfer liegt in seiner hohen Wärmeleitfähigkeit, die durch schnelleres Abkühlen zu Rissen führen kann.
Sondermaterialien
Neben den gängigen Materialien bietet Schweißen mit Schutzgas auch die Möglichkeit, Sondermaterialien wie Nickel, Titan und Magnesium zu verbinden. Diese Materialien erfordern spezielle Schweißverfahren und -zusatzmaterialien und kommen in Bereichen wie der Luft- und Raumfahrt, der Medizintechnik und der chemischen Industrie zum Einsatz.
Fehler beim Schweißen mit Schutzgas
Zu den häufigsten Fehlern gehören:
Porenbildung: verursacht durch hohe Luftfeuchtigkeit oder unzureichende Schutzgasversorgung.
Einschlüsse: verursacht durch Verunreinigungen im Grundmaterial oder Zusatzwerkstoff.
Einbrandkerben: verursacht durch zu hohe Schweißstromstärke oder zu langsame Schweißgeschwindigkeit.
Übermäßige Asymmetrie von Kehlnähten: verursacht durch inkonsistente Schweißtechnik oder falsche Parametereinstellungen.
Ungeeigneter Einbrand: verursacht durch falsche Schweißnahtgeometrie oder Lichtbogenlänge.
Spritzer: verursacht durch zu hohe Stromstärke, falsche Drahtvorschubgeschwindigkeit oder ungeeignete Schweißtechnik.
Risse: verursacht durch zu hohe Zugspannungen im Werkstück, falsche Schweißparameter oder ungeeignete Schweißfolge.
Vermeidung von Schweißfehlern:
Um Schweißfehler zu vermeiden, ist es wichtig, die Schweißparameter wie Stromstärke, Drahtvorschubgeschwindigkeit und Schutzgasdurchfluss korrekt einzustellen.
Zudem sollten folgende Punkte beachtet werden:
Verwendung von sauberem und trockenem Grundmaterial und Zusatzwerkstoff.
Sicherstellung einer ausreichenden Schutzgasversorgung.
Anwendung der richtigen Schweißtechnik für die jeweilige Nahtgeometrie.
Regelmäßige Kontrolle der Schweißausrüstung.
- Schweißarbeiten in einer von Zugluft geschützten Umgebung.
Fazit: Schweißen mit Schutzgas – eine unverzichtbare Technik in der Metallbearbeitung
Schweißen mit Schutzgas ist mehr als nur eine Technik, es ist eine Kunst, die Präzision, Vielseitigkeit und Sicherheit vereint. Ob in der Industrie, im Handwerk oder im Heimwerkerbereich – Verbinden mit Schutzgas ermöglicht stabile und dauerhafte Verbindungen, die selbst den härtesten Herausforderungen standhalten. Mit etwas Übung und dem richtigen Know-how tauchen auch Sie in die faszinierende Welt vom Verbinden mit Schutzgas ein und werden schnell von den Vorteilen dieser vielseitigen Technik überzeugt sein.