MIG- und WIG-Schweißen: Vollständiger Leitfaden für professionelle Ergebnisse

Das Schweißen gehört zu den wichtigsten Fertigungs- und Herstellungstechniken auf der ganzen Welt. Metall-Inertgas (MIG) und Wolfram-Inertgas (WIG) gehören zu den populärsten und universellsten Schweißtechniken, die heutzutage weit verbreitet sind. Unabhängig davon, ob Sie in der Automobilherstellung, im Baugewerbe, in der Luft- und Raumfahrt oder in der allgemeinen Fertigung tätig sind, ist es wichtig, diese Verfahren zu verstehen, um auf professionellem Niveau arbeiten zu können.

Hochentwickelte Schweißmaschinen und -verfahren haben in der Tat die Art und Weise verändert, wie wir Metalle mit Präzision, Stärke und effizienter schweißen, als es sich die früheren Generationen des Schweißens jemals hätten vorstellen können. Ob man nun MIG- oder WIG-Schweißen verwendet, kann über Erfolg oder Misserfolg eines Projekts entscheiden, da es sowohl die Qualität und das Aussehen der Schweißnaht als auch die Produktionsrate und die Gesamtausgaben beeinflussen kann.

Was ist MIG-Schweißen?

Das MIG-Schweißen ist ein halbautomatisches Schweißverfahren, das eine kontinuierliche Zufuhr von Drahtelektroden und einen gasförmigen Schutzschirm erfordert, der unglaublich saubere Schweißnähte erzeugt, die gemeinhin als Gas-Metall-Lichtbogenschweißen (GMAW) bezeichnet werden. Dazu wird eine massive Drahtelektrode in eine Schweißpistole eingeführt, wo sie durch einen Lichtbogen zwischen dem Draht und dem Werkstück geschmolzen wird, bis sich ein Schweißbad bildet.

Das Schutzgas, das in der Regel aus einem Argon-Kohlendioxid-Gemisch oder reinem Argon besteht, schützt den Schweißbereich der Verbindung vor einer Verunreinigung durch die Atmosphäre. Dieser Schutz ist für die Integrität der Schweißnaht und die Beseitigung von Fehlern wie Porosität oder Oxidation von wesentlicher Bedeutung.

Die Beliebtheit des MIG-Schweißens beruht auf dem relativ geringen Lernaufwand und der recht hohen Produktivität. Der Drahtvorschub erfolgt kontinuierlich, was ein Vorteil ist, da man nicht ständig anhalten und die Elektroden austauschen muss, wie es bei der direkten Variante der Fall ist, bei der Geschwindigkeit und Konstanz in den Produktionsbereichen von großer Bedeutung sind. Es funktioniert bemerkenswert gut auf Stahl, Edelstahl und Aluminium, obwohl die Drahttypen und die Gasmischung je nach Material variieren und die besten Ergebnisse auf diesem Material erzielen.

Was ist WIG-Schweißen?

WIG-Schweißen oder Wolfram-Inertgas-Schweißen (manchmal auch als Gas Tungsten Arc Welding oder GTAW bekannt) ist das ultimative Verfahren zum Präzisions- und Kontrollschweißen. Bei diesem Verfahren wird eine nicht abschmelzende Wolframelektrode verwendet, um einen Lichtbogen zu erzeugen, der den Grundwerkstoff schmilzt; zusätzlicher Zusatzwerkstoff wird bei Bedarf selbständig hinzugefügt.

Die Wolframelektrode schmilzt während des Schweißens nicht, was eine ausgezeichnete Kontrolle der Wärmezufuhr und der Schweißbadbildung ermöglicht. Das Schutzgas ist normalerweise reines Argon oder Helium, das die Wolframelektrode und die Schweißnaht vor Verunreinigungen durch die Atmosphäre schützt.

Das WIG-Schweißen ist viel schwieriger als das MIG-Schweißen, und um es korrekt auszuführen, muss man lernen, mehrere Variablen gleichzeitig zu koordinieren: Man muss die Brennerposition steuern, die Lichtbogenlänge kontrollieren, den Schweißdraht zuführen und das Fußpedal oder die Fingerspitze zur Einstellung der Stromstärke bedienen. Dieser Komplexität stehen die höhere Qualität und das bessere Aussehen von WIG-Schweißnähten gegenüber, weshalb diese Technik bei kritischen Aufgaben und sichtbaren Verbindungen die erste Wahl ist.

Hauptunterschiede zwischen MIG- und WIG-Schweißen

Die Hauptunterschiede zwischen MIG- und WIG-Schweißen gehen weit über die eigentlichen Arbeitsprinzipien hinaus. Beim MIG-Schweißen wird eine abschmelzende Drahtelektrode kontinuierlich durch eine Schweißpistole geführt, während beim WIG-Schweißen eine nicht abschmelzende Wolframelektrode verwendet wird, der bei Bedarf Schweißzusatzwerkstoffe zugefügt werden müssen.

Die Geschwindigkeit ist ein weiterer wichtiger Unterschied zwischen diesen Verfahren. Das MIG-Schweißen ist in der Regel schneller als das WIG-Schweißen, da es einen kontinuierlichen Drahtvorschub und hohe Abschmelzraten gibt. Ein erfahrener MIG-Schweißer ist in der Lage, Verbindungen in einem winzigen Bruchteil der Zeit herzustellen, die für eine vergleichbare Verbindung im WIG-Verfahren benötigt wird, weshalb MIG für produktionsbezogene Schweißarbeiten oder das Schweißen von Strukturen bevorzugt wird.

Die Lernkurve ist bei beiden Ansätzen radikal unterschiedlich. Die Art des MIG-Schweißens kann relativ schnell erlernt werden, und man kann die wichtigsten Fertigkeiten innerhalb weniger Wochen erlernen. Beim WIG-Schweißen hingegen kann es Monate bis Jahre dauern, bis man es gelernt hat, weil es eine gute Hand-Augen-Koordination und die gleichzeitige Handhabung zahlreicher Variablen erfordert.

Auch beim Aussehen der Schweißnähte gibt es große Unterschiede zwischen den beiden Verfahren. WIG-Schweißnähte haben in der Regel eine bessere Ästhetik, weisen keine starken Schwankungen im Riffelmuster auf und haben keine Spritzer, während MIG-Schweißnähte zusätzliche Reinigungs- und Nachbearbeitungsarbeiten erfordern und das Aussehen eine größere Rolle spielen kann.

MIG-Schweißen - Anwendungen und Branchen

Der hohe Wirkungsgrad und die große Bandbreite des MIG-Schweißens machen es zum Kernstück der meisten Branchen. Das MIG-Schweißen ist ein gängiges Verfahren im Automobilsektor bei der Herstellung von Fahrgestellen, Karosserieteilen und Auspuffanlagen. Die niedrige Geschwindigkeit, die Wiederholbarkeit und die Konsistenz des Verfahrens sind Schlüsseleigenschaften für die Fließbandproduktion, bei der täglich Hunderte oder Tausende von ähnlichen Schweißnähten ausgeführt werden müssen.

Ein weiterer Bereich, in dem das MIG-Schweißen häufig zum Einsatz kommt, ist das Baugewerbe und die Herstellung von Baustahl. Das MIG-Schweißen ermöglicht es, dicke Materialien schneller mit starken und zuverlässigen Verbindungen zu versehen, so dass der Bau von Rahmen, Brücken und schweren Geräten mit diesem Schweißverfahren durchgeführt werden kann. Das Verfahren eignet sich gut zum Zusammenschweißen von Stahlprofilen und bietet die strukturelle Festigkeit, die für Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt erforderlich ist.

Das MIG-Schweißen wird häufig in allgemeinen Fertigungsbetrieben für kundenspezifische Metallarbeiten, architektonische Anwendungen und Reparaturen eingesetzt. Die Art der Vergebung des Prozesses stellt sicher, dass Schweißer mit unterschiedlichen Fachkenntnissen das Verfahren anwenden können und dennoch ein Ergebnis von hohem Standard erzielen, wenn sie geeignete Methoden verwenden.

Das MIG-Verfahren wird auch häufig bei der Herstellung von Rahmen, Konstruktionen, Anbaugeräten und Komponenten in der Landwirtschaft und im Schwermaschinenbau eingesetzt. Seine Fähigkeit, dicke Materialien zu bearbeiten und hochfeste Werkstoffe zu schweißen, macht das Verfahren ideal für Geräte, die unter extremen Betriebsbedingungen arbeiten.

WIG-Schweißen - Anwendungen und Branchen

Das WIG-Schweißen hat seinen Platz bei hochkritischen Funktionen und bei Anwendungen, bei denen es auf das Aussehen ankommt. In der Luft- und Raumfahrtindustrie wird das WIG-Schweißen in großem Umfang an den Komponenten von Flugzeugen, an Teilen des Triebwerks und an sehr störungsanfälligen Bereichen von Strukturteilen eingesetzt. Seine exakte Wärmesteuerung und die Vorteile der hochwertigen Schweißnähte des Verfahrens machen dieses Verfahren in diesen schnellen Anwendungen notwendig.

WIG-Schweißen wird in der pharmazeutischen und lebensmittelverarbeitenden Industrie benötigt, da diese Unternehmen saubere und kontaminationsfreie Schweißnähte auf Edelstahloberflächen benötigen. Es handelt sich um ein Schweißverfahren, das glatte, spaltfreie Verbindungen herstellt, die den hohen hygienischen Anforderungen gerecht werden und in aggressiven Umgebungen korrosionsbeständig sind.

Das WIG-Schweißen bietet ästhetische Möglichkeiten für künstlerische Metallarbeiten und individuelle Anfertigungen. Wenn das Aussehen der Schweißnaht ebenso wichtig ist wie die Festigkeit, bevorzugen Bildhauer, architektonische Metallverarbeiter und Auftragsfertiger das WIG-Schweißen. Es führt zu glatten und attraktiven Schweißnähten, die nur wenig Nacharbeit erfordern.

Kritische Rohrleitungssysteme und Druckbehälter, die in der chemischen und nuklearen Verarbeitungsindustrie benötigt werden, sind auf das WIG-Schweißen angewiesen. Die Tatsache, dass das Verfahren Schweißnähte in Röntgenqualität und mit geringen Fehlern liefern kann, bedeutet, dass es in Bereichen, in denen ein Versagen zu katastrophalen Folgen führen würde, sehr wichtig ist.

Anforderungen an Ausrüstung und Einrichtung

MIG-Schweißgeräte bestehen in der Regel aus einem Stromaggregat, einem Drahtvorschub, der Schweißpistole, einer Gasflasche sowie Kabeln und Rohren. Moderne MIG-Schweißgeräte sind so klein wie ein tragbares 115-Volt-Gerät und handlich, um sehr dünne Materialien zu schweißen, und so leistungsstark wie ein 480-Volt-Gerät, das sehr dicke Materialien schweißen kann. Das Drahtvorschubsystem sollte so kalibriert werden, dass die gleiche Drahtgeschwindigkeit und ein angemessener Charakter des Lichtbogens erreicht werden können.

Das WIG-Schweißen ist komplexer und erfordert eine fortschrittliche Ausrüstung wie eine spezielle Stromquelle, die mit Hochfrequenz gestartet werden kann, einen WIG-Brenner mit Wolframelektrode, ein Gasversorgungssystem und meistens ein Fußpedal, das auch die Stromstärke mit den Fingerspitzen kontrolliert. Die Stromquelle sollte in der Lage sein, exakte Stromstöße zu liefern und könnte über Funktionen wie Impulsschweißen, Neigungssteuerung und verbesserte Lichtbogeneigenschaften verfügen.

Die beiden Verfahren erfordern geeignete Schutzgasgeräte wie Düsen, Durchflussmesser und Qualitätsgas mit Einlässen. Die Reinheit des Gases ist bei beiden Verfahren von entscheidender Bedeutung, und die Verunreinigung des Gases kann zu Mängeln oder dem Aussehen der Schweißnaht führen.

Beide Schweißgeräte (MIG und WIG) erfordern die richtige Positionierung der Arbeitsgeräte, Lüftungsanlagen und gut beleuchtete Arbeitsbereiche. Die Anordnung des Arbeitsplatzes kann die Qualität des Schweißens und die Arbeitsproduktivität erheblich beeinflussen.

Sicherheitserwägungen für beide Prozesse

Die Sicherheit beim Schweißen birgt verschiedene Risiken, die unabhängig vom gewählten Verfahren gebührend berücksichtigt werden sollten. Sowohl beim MIG- als auch beim WIG-Schweißen wird ein hohes Maß an ultravioletter und infraroter Strahlung freigesetzt, die zu schweren Hautverbrennungen und dauerhaften Sehstörungen führen kann, wenn Sie keinen Schutz tragen. Beide Verfahren erfordern die Verwendung von Schweißhelmen mit automatischer Verdunkelung und der richtigen Tönung.

Beim MIG-Schweißen nimmt die Rauchentwicklung zu, so dass eine Rauchabsaugung besonders notwendig ist. Bei der Verwendung von verzinktem Material oder bei beengten Platzverhältnissen bewahren geeignete Formen von Belüftungssystemen oder lokalen Absaugungen die Schweißer vor den schädlichen Schweißdämpfen.

Die elektrische Sicherheit erfordert besondere Sorgfalt bei der ordnungsgemäßen Erdung, der Überprüfung und Inspektion von Kabeln und sogar bei der Arbeitsumgebung (Trockenheit des Ortes). In beiden Fällen wird eine beträchtliche elektrische Leistung benötigt, weshalb gute Sicherheitsprotokolle eingehalten werden müssen, um Fälle von Stromschlägen oder Stromschlägen zu vermeiden.

Die Maßnahme zur Brandverhütung besteht darin, die Arbeitsflächen von Öl, Fett, brennbaren Stoffen oder leicht brennbaren Gegenständen zu reinigen und geeignete Feuerlöscher in Reichweite bereitzustellen.

Materialkompatibilität und -auswahl

MIG-Schweißen eignet sich gut für Kohlenstoffstahl, rostfreien Stahl und Aluminium, aber jedes Material hat seine eigenen speziellen Drahttypen und Schutzgase. Für Kohlenstoffstahl werden hauptsächlich mit Argon/CO2 gefüllte Massivdrähte verwendet, während für rostfreien Stahl rostfreie Drähte mit argonreichen Gasgemischen benötigt werden. Das MIG-Schweißen von Aluminium erfordert die Verwendung von reinem Argon als Schutzgas sowie speziellen Aluminiumdraht.

Das WIG-Schweißen ist äußerst materialflexibel und kann so gut wie jedes schweißbare Material schweißen, einschließlich exotischer Legierungen, ungleicher Metalle oder dünner Produkte. Dieses Verfahren eignet sich für alle Arten von empfindlichen Blechen bis hin zu dicken Platten, und die Materialstärke kann hauptsächlich durch die verfügbare Stromstärke und nicht durch die Prozessparameter bestimmt werden.

Das Verfahren hat unterschiedliche Anforderungen an die Materialvorbereitung. MIG-Schweißen ist tolerant gegenüber mäßig verschmutzten Oberflächen und Zunder auf dem Metall, aber eine saubere Metallbasis führt zu den besten Ergebnissen. Das WIG-Schweißen reagiert empfindlich auf Verunreinigungen auf der Oberfläche, die zu Defekten in den Schweißnähten oder zur Verunreinigung des Wolframs führen können.

Das Verbindungsdesign ist verfahrensspezifisch, und Verfahren wie das MIG-Schweißen benötigen oft größere Wurzelöffnungen und Gegenflächen, um eine durchgehende Schweißnaht zu vermeiden, wohingegen das WIG-Schweißen bei solch dünnen Materialien den gesamten Durchbruch ohne Verstärkung ausgleichen kann.

Kostenanalyse und wirtschaftliche Faktoren

Das Verbindungsdesign ist verfahrensspezifisch, und Verfahren wie das MIG-Schweißen benötigen oft größere Wurzelöffnungen und Gegenflächen, um eine voll durchgeschweißte Schweißnaht zu vermeiden, während das WIG-Schweißen bei solch dünnen Materialien ohne Verstärkung den gesamten Durchbruch ausgleichen kann.

Zu den Betriebskosten gehören Verbrauchsmaterial, Strom und Arbeitskräfte. Die Komponenten des MIG-Schweißzusatzmaterials sind Draht, Schutzgas und Kontaktspitzen, wobei die Drahtkosten die höheren konstanten Kosten darstellen. WIG-Schweißzusatzwerkstoffe umfassen Wolframelektroden, Füllstäbe, Schutzgas und Gaslinsen.

Die Arbeitskosten fallen in der Regel zugunsten des MIG-Schweißens aus, da die Produktivität erhöht und die Lerngeschwindigkeit verringert wird. Die Tatsache, dass das WIG-Schweißen eine bessere Qualität der Schweißnaht aufweist, die zu einer teureren Schweißnaht bestimmt werden kann, kann sich bei Anwendungen lohnen, bei denen das Aussehen und die Qualität der Schweißnaht entscheidend sind.

Bei MIG-Geräten sind die langfristigen Wartungskosten aufgrund der Komplexität der Drahtvorschubsysteme und der höheren Abnutzungsrate der Komponenten wahrscheinlich höher. Die WIG-Ausrüstung hat normalerweise einen einfacheren Wartungsbedarf, aber möglicherweise müssen die Wolframelektroden häufiger ausgetauscht und die Gaslinse gereinigt werden.

Kompetenzentwicklung und Ausbildung

Die MIG-Schweißtechnik ist eine mehr oder weniger lineare Technik, die von einfachen Techniken bis hin zu fortgeschrittenen Anwendungen reicht. Annehmbare Schweißniveaus können in der Regel in wochenlanger Ausbildung erreicht werden, wobei die Vorteile weiterer Übung die Geschwindigkeit und die Konsistenz verbessern. Der angenehme Charakter des Verfahrens erlaubt es, zu lernen, ohne sich abzuschreiben, um brauchbare Schweißnähte zu erzeugen.

WIG-Schweißen ist sehr viel zeitaufwändiger und erfordert viel Übung, um es effizient zu beherrschen. Die Kombination verschiedener Handgriffe, die Beeinflussung der Lichtbogenlänge und das Wärmemanagement sind mit einer steilen Lernkurve verbunden. Die meisten Schweißer nehmen einige Monate intensiver Schulung in Anspruch, um regelmäßig erstklassige WIG-Schweißfertigkeiten vorweisen zu können.

Die Anforderungen für die Zertifizierung sind branchenspezifisch und die beiden Verfahren bieten ein einheitliches Prüfverfahren. AWS-Zertifizierungen (American Welding Society) bieten eine Qualifikationszertifizierung, die sowohl für das MIG- als auch für das WIG-Schweißen anerkannt ist, und zwar in Bezug auf verschiedene Positionen und Materialarten.

Ständige Weiterbildung ist wichtig, da sich die beiden Verfahren mit den neuen Geräten, Werkstoffen und Methoden auch verändern. Weiterbildungen in den Bereichen Spezialanwendungen, Automatisierung und Qualitätskontrolle helfen den Schweißern, ihre Fähigkeiten und ihre berufliche Laufbahn auf dem neuesten Stand zu halten.

Qualitätskontrolle und Prüfung

MIG und WIG haben unterschiedliche Standards für die Schweißnahtqualität, wobei das WIG-Verfahren im Allgemeinen höhere visuelle und strukturelle Kriterien erfüllt. Bei entsprechender Qualifikation und mit den richtigen Verfahren sind beide Verfahren in der Lage, Schweißnähte von hoher Qualität zu erzeugen.

Die folgenden zerstörungsfreien Prüfverfahren sind für beide Verfahren anwendbar: Sichtprüfung, Farbeindringprüfung, Magnetpulverprüfung und Durchstrahlungsprüfung. WIG-Schweißnähte müssen oft weniger nachbearbeitet werden, um sie für die Prüfung geeignet zu machen. Die Schweißnähte sind von vornherein so gut.

Sie bietet eine absolute Qualitätskontrolle der Schweißnähte durch zerstörende Prüfungen wie Biegeversuche, Zugversuche und Schlagprüfungen. Bei korrekter Ausführung haben sowohl MIG- als auch WIG-Schweißnähte das Potenzial, die vollständige Festigkeit des Grundwerkstoffs zu erreichen, WIG-Schweißnähte sind jedoch in der Regel beständiger.

Die Anforderungen an die Dokumentation von kritischen Anwendungen erfordern Spezifikationen von Schweißverfahren (WPS), Qualifikationsergebnisse von Schweißern (WQR) und Prüfprotokolle. Dies kann mit beiden Verfahren erreicht werden, wenn gute Qualitätssysteme eingerichtet werden.

Fehlersuche bei allgemeinen Problemen

Zu den Schweißfehlern, die in der Regel mit dem MIG-Schweißen in Verbindung gebracht werden, gehören eine zu niedrige Drahtvorschubgeschwindigkeit, eine ungeeignete Spannungslage und verunreinigtes Schutzgas. Zu den traditionellen Fehlern gehören Porosität, Nichtverschmelzung, reichlich Spritzer und ungewöhnliche Wulstformen. Durch eine systematische Änderung der Schweißparameter und den Einsatz einer besseren Technik lassen sich die meisten Probleme beseitigen.

Probleme beim WIG-Schweißen sind in der Regel auf Wolframverunreinigungen, eine unzureichende Gasabdeckung oder eine schlechte Wärmekontrolle zurückzuführen. Die Defekte können in Form von Wolframeinschlüssen, Oxidation, fehlendem Eindringen oder sogar ungleichmäßigem Aussehen der Schweißraupe auftreten. Technik und Ausrüstung müssen gut überlegt sein, um sie zu beheben.

Beide Verfahren werden durch systematische Methoden der Fehlersuche verbessert, bei denen alle Variablen für die Schweißqualität berücksichtigt werden. Wenn man die Zusammenhänge zwischen Parametern, Technik und Ergebnissen versteht, können Probleme effizient gelöst werden und die Qualität bleibt konstant.

Ein Großteil des Wartungsaufwands kann durch vorbeugende Wartung der Schweißgeräte vermieden werden. Reinigung, Kalibrierung und Austausch von Bauteilen werden regelmäßig durchgeführt, was die Konsistenz der Leistung verbessert und die Häufigkeit von unerwarteten Qualitätsproblemen verringert.

Zukünftige Trends und Technologie

Die Automatisierung entwickelt das MIG- und WIG-Schweißen weiter. MIG-Roboterschweißmaschinen sorgen für bessere Konsistenz und machbare Produktivität, und automatisierte WIG-Systeme führen Präzisionsschweißen in Produktionsanlagen ein. Hightech-Sensoren und adaptive Steuerungen maximieren die Echtzeit-Parameter.

Die digitale Einbindung ermöglicht die Fernüberwachung, die Datenerfassung und die Verbesserung der Prozesse. Moderne Schweißsysteme ermöglichen die Überwachung von Parametern, die Registrierung von Ergebnissen und die Rückmeldung, um einen ständigen Fortschritt zu gewährleisten. Das Qualitätsmanagement und die Ausbildung erhalten mit Hilfe von cloudbasierten Systemen neue Möglichkeiten.

Die Einsatzmöglichkeiten nehmen mit neuen Verbrauchsmaterialien und Schutzgasmischungen weiter zu. Hochleistungsdrahtlegierungen, kundenspezifische Wolframelektroden und verbesserte Gasmischungen bieten eine bessere Leistung und ermöglichen eine höhere Materialkompatibilität.

Die neueste Technologie im Bereich der Stromquellen ist mit der Verbesserung des Lichtbogens, der Energieeffizienz und der Benutzerschnittstelle verbunden. Auf Wechselrichtern basierende Systeme bieten eine noch bessere Leistung in immer kleineren Gehäusen.

Schlussfolgerung

Die endgültige Entscheidung zwischen MIG- und WIG-Schweißen hängt immer von den Anforderungen der jeweiligen Anwendung, der Qualität, der Produktionsmenge und den einzusetzenden Ressourcen ab. Das MIG-Schweißen ist schnell, wirtschaftlich und leicht zu erlernen und eignet sich daher für Produktionsbedingungen und strukturelle Anwendungen. Das WIG-Schweißen ist präziser, ästhetisch ansprechender und schweißt eine größere Vielfalt von Werkstoffen und kann bei kritischen Anwendungen und offensichtlichen Verbindungen nicht vermieden werden. Wenn man beide Verfahren kennt, kann man Entscheidungen treffen, die zu vernünftigen Kosten und unter Berücksichtigung der Projektanforderungen die besten Ergebnisse erzielen.