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Schweiß­gase - Welche Schweiß­verfahren gibt es?

Schweißen ist eines der wichtigsten industriellen Füge-Verfahren, bei dem Industriegase eine zentrale Rolle spielen. Da gerade Schweißnähte extrem empfindlich auf Qualitäts- oder Mischunterschiede der Schweißgase reagieren, ist die Auswahl des richtigen Gases in der richtigen Reinheit entscheidend für das Gelingen des Schweißens. Welche verschiedenen Schweißverfahren es gibt und welche Schweißgase dafür eingesetzt werden, erfahren Sie in diesem Artikel.

Metall-Aktivgas-Schweißen (MAG Schweißen)

Das MAG Schweißen (Metall-Aktivgas-Schweißen) ist die gängigste und am weitesten verbreitete Form des Schweißens mit Industriegasen. Hierbei werden als Aktivgase Kohlendioxid, Wasserstoff oder Sauerstoff Gemische für das Schweißen von legierten und unlegierten Stählen verwendet.
MAG Schweißen zählt zu den Schutzgas Schweißverfahren. Dabei dienen die Industriegase also nicht als Brennstoff, sondern als Schutzgas. Schutzgase verhindern, dass die Schmelze mit dem Sauerstoff der Luft reagiert. Denn bei einer solchen Oxidation kommt es zur Schlackebildung wodurch die Schweißnaht spröde und anfälliger für Rost ist, da sich durch die löchrige Schweißnaht Feuchtigkeit festsetzen kann. Da der Einsatz des Schutzgases beim MAG Schweißen diese Oxidation verhindert, ist es eine sehr gängige Methode, die u.a. häufig in der in der Automobilindustrie oder dem Schiffbau eingesetzt wird.
Weitere Merkmale des MAG Schweißens ist eine leichte Handhabung, schnelles Arbeiten, qualitativ hochwertige Ergebnisse und eine hohe Abschmelzleistung.

Eingesetzte Schweißgase:

  • Hochlegierte Stähle, Sonderstähle: Kohlendioxid-, Helium-, Sauerstoff-Gemische auf Argon Basis
  • Unlegierte und niedrig legierte Stähle: Kohlendioxid-, Wasserstoff-, Sauerstoff-Gemische auf Argon Basis.

Schweißen mit dem richtigen Schweißgas

Metall-Intergas-Schweißen (MIG Schweißen)

Das MIG Schweißen (Metall-Intergas-Schweißen) ist eine weitere Variante des Schutzgas-Schweißens. Hierbei wird, im Gegensatz zum MAG Schweißen, mit inaktiven d.h. inerten Gasen gearbeitet. Beim MIG Schweißen werden Industriegase wie Argon und Helium zum Schweißen von hochlegierten Stählen oder Werkstoffen wie Aluminium, Magnesium oder Titan verwendet. Auch beim MIG Schweißen ist das Ziel eine hochwertige Schweißnaht zu erzielen.

Eingesetzte Schweißgase:
Argon und Argon/Helium Gemische.

Wolfram-Intergas-Schweißen

Auch ein bekanntes Schweißverfahren ist das WIG Schweißen (Wolfram-Intergas-Schweißen). Beim WIG Schweißen besteht die Elektrode aus hitzebeständigem Wolfram. Dies führt dazu, dass die Elektrode beim Schweißen im Gegensatz zu dem MAG und MIG-Schweißverfahren nicht abschmilzt. Bei dieser Schweißmethode entstehen daher nur wenige Spritzer oder Gase. Ähnlich wie beim MIG Schweißen werden auch beim WIG Schweißen langsam reagierende Gase wie Argon oder Helium verwendet. Das WIG Schweißen wird hauptsächlich zum Schweißen von dünnen Aluminium-Blechen oder Edelstahl eingesetzt, kann aber auch beim Schweißen von Stahlblechen verwendet werden.

 

Ein Unterschied gegenüber dem MIG/MAG Schweißen ist, dass das WIG Schweißen deutlich langsamer abläuft. Das Ergebnis kann sich allerdings sehen lassen: Aufgrund der hohen Temperaturen im Lichtbogen schmelzen die Kanten perfekt ineinander, was zu sehr schönen und feinen Schweißnähten führt. Aus diesem Grund wird das WIG Schweißen häufig beim Schweißen von Möbelstücken verwendet. Eben dort, wo die Schweißnaht leicht zu erkennen ist.

Eingesetzte Schweißgase:
Argon sowie Helium-, Wasserstoff-Gemische auf Argon Basis.

Formieren (Wurzelschutz)

Bei hochlegierten Stählen wir die Methode des Formierens bzw. Wurzelschutzes angewendet. Durch die Verwendung von inerten (Argon, Stickstoff) oder wasserstoffhaltigen Schutzgasen (Stickstoff-Wasserstoff Gemisch) werden beim Formieren die Luftgase wie Sauerstoff und Stickstoff verdrängt.
Ohne den Einsatz des Formierverfahrens würde die Schweißnahtwurzel und der folgende Nahtbereich durch die Aufnahme von Sauerstoff, der sich in der Umgebung befindet, oxidieren. Hier sind eine schlechte Wurzelausbildung, eine raue Oberfläche und ein generell schlechtes äußeres Erscheinungsbild des Schweißens die Folge. Doch Formieren hat nicht nur Auswirkungen auf das Aussehen des Ergebnisses. Formieren fördert außerdem die Korrosionsbeständigkeit, was das Ergebnis qualitativ hochwertiger macht.

Eingesetzte Schweißgase:
Formiergase (Stickstoff/Wasserstoff-Gemische), Argon, Argon/Wasserstoff-Gemische.

Laserschweißen

Ein weiteres Schweißverfahren ist das Laserschweißen, es zeichnet sich durch eine hohe Schweißgeschwindigkeit und eine schmale und schlanke Schweißnaht aus. Laserschweißen wird vor allem zum Verbinden von Bauteilen eingesetzt, die mit geringem thermischen Verzug gefügt werden müssen. So wird das Verfahren z.B. beim Bearbeiten von Messing, Aluminium, Stahl oder Thermoplasten eingesetzt.

Beim Laserschweißen wird ein konzentrierter Laserstrahl auf die zu bearbeitende Stelle gerichtet. Aufgrund des hohen Energieeintrags schmilzt das Material. Beim Laserschweißen werden Industriegase wie Helium, Wasserstoff, Stickstoff, Kohlendioxid als Schutzgase oder Prozessgase eingesetzt. Als Basis für die Gasgemische wird Argon eingesetzt. Mit diesen Gemischen ist es möglich den Schweißprozess thermisch und metallurgisch zu beeinflussen. 

Eingesetzte Schweißgase:
Argon/Helium, Argon/Sauerstoff und Argon/Wasserstoff-Gemische.

Autogenverfahren

Das Autogenschweißen wird hauptsächlich zum Schweißen von Metallen angewendet. Bei dieser Art des Schweißens wird der zu bearbeitende Werkstoff durch Hitzeeinwirkung geschmolzen. Die nötige Wärme-Energie für das Autogenverfahren wird durch das Verbrennen eines Brenngases mit Sauerstoff gewonnen, weshalb technische Gase eine zentrale Bedeutung für das Autogenschweißen haben. Hierfür werden in den meisten Fällen Brenngase wie Acetylen oder Propan verwendet, da diese Gase eine hohe Effizienz besitzen und eine schnelle Schnittgeschwindigkeit ermöglichen.

Eingesetzte Schweißgase:
Sauerstoff, Acetylen

Fazit: Welches Schweißverfahren soll ich wählen?

Industriegase  spielen beim Schweißen eine zentrale Rolle. Als Brenngas sorgen sie für einen ausreichenden Wärmeeintrag. Als Schutzgas verdrängen sie die Atmosphärengase und ermöglichen so die Herstellung hochwertiger Schweißnähte. Anhand des Schweißgases ist das Schweißverfahren zu wählen.