Die verschiedenen Gase, die beim Orbital-WIG-Schweißen verwendet werden

Das Schutzgas schützt das Schweißbad und das in den Schweißlichtbogen übergeführte Metall vor der Umgebungsluft. Nachdem wir die Rolle der Gase im Bereich des Orbital-WIG-Schweißens ausführlich erläutert haben, wollen wir nun darlegen, welche Gase üblicherweise verwendet werden.

Zum Schweißen werden 6 Gase verwendet, entweder in reiner Form oder als Gemisch

Argon, Kohlendioxid, Helium, Sauerstoff, Wasserstoff und Stickstoff.

#1 ARGON

Ein einatomiges, schweres, neutrales, farbloses und geruchloses Edelgas, das Bestandteil der Umgebungsluft ist. Seine Dichte ist etwas höher als die von Luft (d = 1,6 g/l). Es ist das in Europa am häufigsten verwendete Gas.

Aufgrund seiner chemischen Inertheit und seiner Dichte eignet sich Argon am besten zum Schutz des Schweißbads und der Elektrode. Es lässt sich relativ leicht ionisieren (16 eV) und verursacht beimOrbital-WIG-Schweißen keine übermäßigen Schwankungen der Lichtbogenspannungen.

#2 HELIUM

Ein einatomiges, neutrales, farbloses und geruchloses Edelgas, das leichter als Luft ist (d = 0,166 g/l). Dieses Gas wird vor allem in den USA verwendet, ist in Europa jedoch nach wie vor recht teuer.

Der Lichtbogen unter Helium ist heißer als unter Argon, was eine höhere Schweißgeschwindigkeit, eine bessere Einbringtiefe und eine Verringerung der Porosität ermöglicht (hervorragend geeignet zum Schweißen von Aluminiumlegierungen oder Kupfer).

Demgegenüber weist dieses Gas jedoch gewisse Nachteile auf: Es lässt sich nicht leicht ionisieren (25 eV), und aufgrund seiner geringen Dichte reagiert es empfindlich auf Luftströmungen und thermische Konvektion.

#3 WASSERSTOFF

Dieses Reduktionsgas wird niemals in reinem Zustand verwendet. In der Regel wird es mit Helium oder Argon gemischt, um ein binäres oder ternäres Vorgas zu bilden, und mit Stickstoff als Schutzgas (Duplex, BN2). Wasserstoff erhöht die Lichtbogenspannung und die Wärmeeinbringung, wodurch die Schweißgeschwindigkeit gesteigert und die Einbruchtiefe verbessert werden kann. Es ist das ideale Gas für das Einschichtschweißen, allerdings sind bei Stählen, die zu Kaltrissen neigen, einige Vorsichtsmaßnahmen zu beachten. Man sollte die Verwendung von Wasserstoff beim Schweißen von martensitischem oder ferritischem Stahl sowie von Aluminium und Kupfer vermeiden, da es zu Blasen in der Schweißnaht führt.

#4 STICKSTOFF

Es handelt sich um ein zweiatomiges, inaktives, farbloses und geruchloses Gas, das zu etwa 80 Prozent in der Umgebungsluft vorkommt. In der Regel wird dieses Gas als Schutzgas verwendet, da es nicht sehr teuer ist. Dieses Gas hat zudem einen positiven Einfluss auf die Struktur bestimmter Stähle (Duplex, Super-Duplex, BN2). Beim Schweißen bestimmter Kupferlegierungen kann es als Vorgas verwendet werden, da es im Vergleich zu Argon oder Helium eine größere Energiemenge übertragen kann.

Sein Hauptzweck ist jedoch die Vorabgasabschirmung, insbesondere aus finanziellen Gründen. Dieses instabile Gas kann zu einer Instabilität des Lichtbogens und zu einem schnellerenVerschleiß der Wolframelektrode führen.

Lichtbogenspannung bei verschiedenen Gasen

HINWEIS: Der Anteil an zugesetztem Stickstoff im Vorgas (Argon) ist beim Orbital-WIG-Schweißen auf maximal 5 bis 8 % begrenzt. Bei Verwendung eines höheren Anteils besteht Explosionsgefahr.

Die Gasgemische

Die Gaslieferanten schlagen immer mehr Gasgemische vor, die sich in der Zusammensetzung aus Argon und Wasserstoff, Argon, Helium und Wasserstoff, Argon, Helium und Stickstoff usw. unterscheiden.

Beachten Sie unbedingt die Hinweise und Unterlagen der Gaslieferanten bzw. -hersteller.

Vergleichstests von Gasen

Die Art des Gases hat einen direkten Einfluss auf die Eindringtiefen, die Schweißgeschwindigkeit und die an das Werkstück übertragene Wärmeenergie. Die in den folgenden Abbildungen angegebenen Werte dienen lediglich zu Informationszwecken. Dieser Test wurde mit Edelstahl der Sorte 304L bei konstanter Geschwindigkeit und konstantem Strom durchgeführt. Die Wahl des Gases hängt direkt vom zu schweißenden Werkstoff ab. Argon-Wasserstoff-Helium-Gemische scheinen hinsichtlich der Produktivität vorteilhafter zu sein, sind jedoch nicht so universell einsetzbar wie andere Gemische, beispielsweise Argon und Helium, und können daher nicht für alle Werkstoffe verwendet werden.

Die Bedeutung der relativen Dichte des Gases im Vergleich zur Umgebungsluft

Unter den als Schutzgasen verwendeten Gasen bilden die schweren Gase wie Argon und Kohlendioxid eine Schutzhülle über dem Schweißbad. Helium, Stickstoff und Wasserstoff hingegen können wie ein Strudel um die Düse herum aufsteigen. Aus diesem Grund muss die Heliumdurchflussrate höher sein als die Argon-Durchflussrate.

Verträglichkeit von Vorgasen

Die folgenden Tabellen geben Aufschluss über die Kompatibilität der beim Orbital-WIG-Schweißen verwendeten Gase in Abhängigkeit von den zu schweißenden Werkstoffen sowie über die verschiedenen Gasgemische, die zum Schutz eingesetzt werden können.

Verträglichkeit von Vorgasen

 *** empfohlen

** möglich

* nicht empfohlen

X verboten

Verschiedene Gemische, die als Schutzgas verwendet werden:

Die Norm EN 439 gibt einen Bereich für die Zusammensetzung der Gasgemische vor, da jeder Anbieter seine eigenen Gemische anbietet.

Fazit:

Selbst beim Orbital-WIG-Schweißen kann das richtige Schutzgas die Produktivität oft erheblich steigern. Erfahren Sie mehr überSchutzgasein unserem kostenlosen Handbuch