Auswahl des Schweißzusatzes
Der Schweißzusatz beim WIG-Schweißen wird üblicherweise in stabförmiger Ausführung verwendet. Bei der vollmechanischen Anwendung des Verfahrens erfolgt die Zuführung jedoch drahtförmig über ein separates Vorschubsystem. In der Regel wird der Schweißzusatz auf den Grundwerkstoff abgestimmt, sodass beide materialgleich sind. Metallurgische Anforderungen können jedoch Abweichungen notwendig machen, z. B. bei bestimmten Legierungselementen. Ein typisches Beispiel ist der Kohlenstoffgehalt, der im Sinne der Risssicherheit möglichst gering gehalten wird. In solchen Fällen spricht man von materialähnlichen Schweißzusätzen. Es gibt jedoch auch Anwendungen, bei denen fremdartige Zusätze erforderlich sind. Dies gilt beispielsweise für das Schweißen schwer schweißbarer C-Stähle, bei dem austenitische Schweißzusätze oder Nickelbasislegierungen zum Einsatz kommen. Der Durchmesser des Schweißzusatzes sollte passend zur Schweißaufgabe gewählt werden, wobei die Materialstärke und der Durchmesser der Wolframelektrode maßgeblich sind. Schweißstäbe haben in der Regel eine Länge von 1000 mm, werden in Bünden geliefert und sollten zur Vermeidung von Verwechslungen einzeln mit der entsprechenden DIN- oder Handelsbezeichnung gekennzeichnet sein.
Reinigung der Werkstückoberfläche
Um ein optimales Schweißergebnis zu erzielen, müssen die Fugenflanken und die Oberfläche des Werkstücks im Schweißbereich vor Beginn der Arbeiten sorgfältig gereinigt werden. Die Oberflächen sollten metallisch sauber sein und frei von Fett, Schmutz, Rost sowie Farbresten. Wenn möglich, sollten auch Zunderschichten entfernt werden. In vielen Fällen genügt das Bürsten, jedoch kann es erforderlich sein, die Oberfläche zusätzlich durch Schleifen oder andere mechanische Verfahren zu bearbeiten.
Bei korrosionsbeständigen Materialien ist darauf zu achten, ausschließlich Bürsten aus nichtrostendem Stahl zu verwenden, um das Einbringen von Eisenteilchen und damit die Entstehung von Fremdrost zu vermeiden. Besonders bei Aluminium ist eine gründliche Entfernung dicker Oxidschichten essenziell, da diese die Bildung von Poren begünstigen können. Für die Reinigung und Entfettung der Oberflächen sollten geeignete Lösungsmittel verwendet werden. Vorsicht: Der Einsatz chlorhaltiger Lösungsmittel kann zur Bildung giftiger Dämpfe führen.
Zünden des Lichtbogens
Der Lichtbogen sollte grundsätzlich innerhalb der Fuge gezündet werden, damit die Zündstelle beim Schweißen unmittelbar wieder aufgeschmolzen wird. Wenn der erhitzte Grundwerkstoff zu Beginn des Schweißens außerhalb der Fuge gezündet wird, kühlt die Zündstelle durch den Wärmeabfluss in die umgebenden kalten Materialbereiche sehr schnell ab. Diese schnelle Abkühlung kann zu Aufhärtungen führen, die oft mit Rissen oder Porenbildung einhergehen. Um dies zu vermeiden, sollte der Lichtbogen direkt am Anfang der Schweißnaht gezündet werden, sodass mögliche Unregelmäßigkeiten sofort aufgeschmolzen werden.
Die Kontaktzündung sollte nur in Ausnahmefällen angewendet werden, beispielsweise bei älteren Schweißgeräten ohne Zündhilfe wie eine Hochspannungsimpulszündung. In solchen Fällen kann auf einem Kupferplättchen, das nahe dem Beginn der Schweißnaht in die Fuge eingelegt wird, gezündet werden. Der Lichtbogen wird dann zur gewünschten Nahtstelle gezogen, und der Schweißprozess beginnt. Wird hingegen direkt auf dem Grundwerkstoff gezündet, können Wolframteilchen in das Schweißgut gelangen. Diese bleiben aufgrund des hohen Schmelzpunktes unverändert und sind später im Durchstrahlungsfilm als helle Stellen sichtbar, da Wolfram Röntgenstrahlen stärker absorbiert.
Schweißparameter
Die minimale Materialdicke für den Einsatz des WIG-Verfahrens liegt bei Stahl bei etwa 0,3 mm und bei Aluminium sowie Kupfer bei 0,5 mm. Nach oben hin sind lediglich wirtschaftliche Grenzen zu beachten. Da das Verfahren keine besonders hohe Abschmelzleistung bietet, werden häufig nur die Wurzellagen mit WIG geschweißt, während die weiteren Schichten mit leistungsstärkeren Verfahren wie E-Hand- oder MAG-Schweißen eingebracht werden.
Bei der Einstellung der Schweißparameter ist zu beachten, dass am Schweißgerät lediglich die Stromstärke reguliert wird, während die Lichtbogenspannung durch die vom Schweißer eingehaltene Lichtbogenlänge bestimmt wird. Dabei steigt die Spannung mit zunehmender Lichtbogenlänge. Als Richtwert für die Stromstärke beim Durchschweißen gilt bei Stahl mit Gleichstrom (-Pol) etwa 45 Ampere pro Millimeter Wandstärke. Beim Wechselstromschweißen von Aluminium werden hingegen etwa 40 Ampere pro Millimeter benötigt.
Schweißen mit Stromimpulsen
Beim Schweißen mit impulsförmigem Strom wechseln Stromstärke und Spannung kontinuierlich im Rhythmus der Impulsfrequenz zwischen einem niedrigeren Grundwert und einem höheren Impulswert. Der hohe Impulsstrom sorgt dabei für den Einbrand in den Grundwerkstoff und bildet ein punktförmiges Schmelzbad. Dieses beginnt beim Wechsel zum niedrigeren Grundstrom bereits von den Rändern her zu erstarren, bevor der nächste Impuls das Schmelzbad erneut aufschmilzt und vergrößert. Währenddessen wandert der Lichtbogen mit der Schweißgeschwindigkeit weiter, sodass die Schweißnaht beim WIG-Impulsschweißen aus vielen überlappenden Schweißpunkten entsteht.
Das Schmelzbad ist dabei im Durchschnitt kleiner als beim Schweißen mit gleichmäßigem Strom, was die Kontrolle in Zwangslagen erleichtert. Dennoch bleibt der Einbrand ausreichend. Dieser Effekt tritt jedoch nur auf, wenn ein deutlicher Temperaturunterschied zwischen Grund- und Impulsphase vorhanden ist, was bei Impulsfrequenzen unter etwa 5 Hz gegeben ist.
Als Nachteile können die oft reduzierte Schweißgeschwindigkeit und das wahrnehmbare Flackern des Lichtbogens bei niedrigen Frequenzen genannt werden, das von Schweißern als störend empfunden wird. Aus diesem Grund wird das WIG-Impulsschweißen seltener manuell eingesetzt, wo Schweißer andere Möglichkeiten zur Kontrolle des Schmelzbades haben, und häufiger beim mechanisierten WIG-Schweißen angewandt.
