Was ist MIG-Schweißen?

Beim Gasschweißen werden Metalle durch die bei der Verbrennung entstehende Wärme miteinander verbunden. Wie der Name schon sagt, erzeugt das Gerät eine Flamme, indem es ein brennbares Gas mit Sauerstoff mischt. Diese Flamme ist der Lichtbogen, der auf den Punkt gerichtet ist, an dem der Schweißdraht mit dem Werkstück Kontakt hat und an der die Schweißnaht erzeugt werden soll. Die Hitze des Lichtbogens ist dann in der Lage, den Draht und das Werkstück zu verschweißen, wodurch die Schweißnaht entsteht. Da der Lichtbogen vor der Reaktion, die der Sauerstoff in der Umgebung verursachen würde, geschützt werden muss, wird auch ein Schutzgas durch die Gasdüse gepumpt.

Innerhalb des MAG-Verfahrens kann zwischen drei Techniken gewählt werden: Kurzlichtbogen, Langlichtbogen oder Sprühlichtbogen. Die Wahl hängt von der Drahtgeschwindigkeit sowie von Strom, Spannung und Drahtdurchmesser ab.

Bei der Kurzlichtbogen-Methode werden Drähte mit einem Durchmesser von 0,8 mm bis 1,2 mm verwendet. Mit einer niedrigen Spannung wird ein kurzer Lichtbogen erzeugt, um ein kleines, schnell erstarrendes Schweißbad zu erhalten. Der Draht berührt dann das Schweißbad, wodurch ein Kurzschluss entsteht. In diesem Moment wird das Metall übertragen und der Bogen wird wieder geöffnet. Da der Draht schneller zugeführt wird, als der Lichtbogen ihn schmelzen kann, wird der Lichtbogen schließlich durch einen weiteren Kurzschluss gelöscht, und der Zyklus beginnt in schneller Folge von neuem.

Beim Langlichtbogen-Verfahren müssen der Schweißstrom und die Schweißspannung über die beim Kurzlichtbogenschweißen verwendeten Werte hinaus erhöht werden. Dies führt dazu, dass das Metall in Form von Tropfen durch den Lichtbogen fließt, deren Durchmesser größer ist als der des Drahtes selbst. Diese Technik ist jedoch schwieriger zu kontrollieren, da sie Spritzer und Kurzschlüsse verursachen kann.

Erhöht man den Schweißstrom und die Schweißspannung noch weiter, wird der Metalltransfer zu einem echten Aerosol-Lichtbogen (Spray- oder Sprühlichtbogen), wobei der erforderliche Mindeststrom vom Durchmesser des Drahtes und des Schutzgases abhängt. Bei der Sprühlichtbogentechnik ist zu beachten, dass das Schutzgas nicht mehr als 15 % Kohlendioxid (CO2) enthalten darf. Diese Technik eignet sich zum Schweißen von dicken Werkstoffen (≥ 2,5 cm); infolgedessen entsteht ein relativ großes Schweißbad, was bedeutet, dass es in einer flachen Position ausgeführt werden muss (außer bei Kupfer und Aluminium, die tendenziell zu kleineren Schweißbädern führen).

Ganz allgemein ausgedrückt, wird beim Gas-Metall-Lichtbogenschweißen eine Drahtelektrode unter Verwendung eines Schutzgases geschmolzen. Es handelt sich um eine sehr vielseitige Schweißtechnik, die sowohl in kleinen Werkstätten als auch in großen Produktionsbetrieben eingesetzt wird.

Wird dabei ein Gas verwendet, das den Schmelzprozess beeinträchtigt (d. h. ein aktives Gas), nennt sich die Technik MAG. Diese wird vorzugsweise bei Eisenmetallen eingesetzt (Kohlenstoffstahl und Kohlenstoffstahl-Legierungen). Als Hauptgas wird CO2 verwendet, oft in Mischung mit einem geringen Anteil an Inertgas, wie z. B. Argon.

Wenn das verwendete Gas jedoch die eigentliche Verschmelzung nicht beeinträchtigt (d. h. ein Inertgas), wird diese Technik als MIG bezeichnet. Dies ist die bevorzugte Technik für das Schweißen von Nichteisenwerkstoffen wie Kupfer und Kupferlegierungen, Bronze, Edelstahl und Aluminium.

Wie beim MAG-Schweißen wird auch beim MIG-Schweißen ein Schutzgas verwendet, um das Schweißbad vor dem Sauerstoff der Umgebungsluft zu schützen. Der Unterschied liegt in dem verwendeten Gas: Beim MIG-Schweißen wird ausschließlich ein Inertgas verwendet (vorzugsweise Argon oder eine Mischung aus Argon und Helium). Es ist wichtig zu beachten, dass die Wahl des Gases keinen Einfluss auf die Einbrandtiefe hat; diese wird vielmehr durch die Neigung des Brenners während des Schweißprozesses bestimmt. Vereinfacht kann man sagen, je senkrechter der Brenner gehalten wird, desto tiefer ist der Einbrand und desto schmaler wird die Schweißnaht sein. Zur Stabilisierung des Lichtbogens wird manchmal Sauerstoff zugegeben, allerdings nur in geringen Anteilen (1-5 %), wenn die Dicke des Metalls einen tieferen Einbrand erfordert. Die Gefahr der Oxidation wird durch den geringen Anteil vollständig gemindert, es sei denn, die Schweißnaht ist fehlerhaft, was dann zu Oxidation bzw. Rost führen kann. Bei der MIG-Schweißnaht kann das vor allem bei ungenügendem Einbrand der Fall sein. Alternativ kann auch Helium eingesetzt werden, was jedoch eine teurere Lösung ist.

Das wichtigste Werkzeug ist natürlich die Lötstation, die den zum Schweißen verwendeten Lichtbogen erzeugt. Bei einer guten Lötstation lassen sich Strom und Spannung je nach der gewünschten Schweißmethode einstellen.

Ein weiteres MIG-Schweißzubehör ist: das Drahtvorschubgerät, welches eine kontinuierliche Drahtelektrode in den Schweißbrenner einführt. Das Gerät kann auch die Stromquelle und die Spannung steuern. Das Drahtvorschubgerät steuert auch den Durchfluss des Schutzgases. Das Gas selbst wird in einer Flasche gespeichert.

Ein Schweißinverter eignet sich zum Schweißen umhüllter Elektroden, da er im Leerlauf bis zu 90 V erreichen kann und eine präzisere Zündung des Lichtbogens ermöglicht. Schweißtransformatoren werden häufig in Werkstätten verwendet, da sie das Schweißen mit Wechselstrom (AC) ermöglichen.

Die Schweißelektroden, d. h. die eigentlichen Drähte, müssen vor Feuchtigkeit geschützt werden, da sie hygroskopisch sind (d.h. sie ziehen Luftfeuchtigkeit an). Die richtige Lagerung ist entscheidend, sodass die Schweißelektroden nach übermäßigem Kontakt mit Feuchtigkeit getrocknet werden müssen, da es sonst zu unregelmäßigem Abbrennen und damit zu Qualitätsverlusten kommen kann.

Die Normen für das MIG-Schweißverfahren, die verwendeten Materialien und die Maschinen enthalten die notwendigen Definitionen, Anweisungen und Einschränkungen, um die Sicherheit der Verfahren zu erhöhen. In Europa werden die Spezifikationen der Internationalen Organisation für Normung (ISO) eingehalten. In diesen Spezifikationen werden die verschiedenen Schritte des Schweißens beschrieben, einschließlich der Materialspezifikation, der Verbindungsgestaltung und -vorbereitung, der Herstellung von Strukturen und Ausrüstungen, der Verfahrens- und Bedienerqualifikationen, der Inspektion und der Bewertung von Unstetigkeiten.

Die Schweißverfahren wurden mit der ISO-Norm 4063 standardisiert, die eine Nomenklatur für alle Schweißverfahren festlegt und nützliche Spezifikationen enthält. Die ISO 3834 definiert die Qualitätsanforderungen für das Schmelzschweißen von metallischen Werkstoffen sowie die Kriterien für die Auswahl der geeigneten Werkstoffe. Die Sichtprüfung des Schweißergebnisses nach ISO 17637 kann zu einer Zertifizierung der ausgeführten Arbeit führen; sie ist zwar nicht vorgeschrieben, kann aber den Auftraggeber insbesondere bei größeren Projekten positiv beeindrucken.

Elektromagnetische Verträglichkeit bezeichnet die Fähigkeit eines elektronischen Geräts, ohne elektromagnetische Störungen in der Umgebung zu arbeiten. Vor dem Einsatz von Schweißgeräten, wie z. B. Lötgeräten, sollte sichergestellt werden, dass sich keine Stromkabel, Fernsehkabel usw. in der Nähe befinden. Geräte, die zur Kalibrierung oder Messung verwendet werden, sollten nicht in der Nähe des Geräts stehen; auch Personen mit Herzschrittmachern oder Hörgeräten sollten sich fernhalten. Die Empfehlungen des Herstellers sind in jedem Fall zu befolgen; falls beim Anschluss des Geräts an eine Wechselstromquelle dennoch Störungen auftreten, kann es erforderlich sein, Filter im Stromnetz zu installieren. Eine weitere Möglichkeit ist die Abschirmung des Stromkabels des Schweißgeräts mit einem Metallgitter oder Ähnlichem.

Persönliche Schutzausrüstung ist eine Grundvoraussetzung für das Schweißen. Ein Schweisshelm schützt die Augen vor dem intensiven Licht der Lötflamme. Es gibt automatische Modelle auf dem Markt, die das Display in Abhängigkeit von der Intensität des im Lichtbogen erzeugten Lichts dimmen. Alternativ kann eine Schweißerbrille bei manchen Arbeiten das gleiche Schutzniveau bieten.

Gehörschutz und Schalldämpfer sind ausgezeichnete Optionen für den Gehörschutz. Sie sorgen auch für effizientes Arbeiten. Sicherheitshandschuhe schützen die Hände des Schweißers und bestehen in der Regel aus Rindsleder oder sind als Raspel-Handschuh gefertigt. Sie gewährleisten die Sicherheit des Anwenders gegen alle Scheuermittel, Einstiche, Schleifmittel, Schnitte und Schweißspritzer. Sicherheitsstiefel, auch Stahlkappenstiefel genannt, sollen mögliche Unfälle verhindern, die bei der Arbeit mit großen Teilen oder auf dem Boden liegenden Teilen passieren können. Eine Rauchgas-Maske schützt die Atemwege. Sie verhindert das Einatmen von Schweißrauch und Staubpartikeln, die beim Schweißen entstehen und auf Dauer viele Probleme verursachen können. Schürzen werden verwendet, um den Körper des Anwenders während des Schweißens vor Schutt und Spritzern zu schützen. Baumwollmützen sollen den Kopf, die Ohren und den Hals vor Spritzern, Funken und Ablagerungen schützen, die beim Schweißen entstehen. Sie schützen die Arbeitnehmer auch vor übermäßiger Hitze bei dieser Art von Tätigkeit.

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