WIG-Schweißen (GTAW) Prozess und wie es funktioniert

Das WIG-Schweißen (GTAW oder Gaswolfram) ist ein Lichtbogenschweißverfahren, das bei hohen Temperaturen (über 6.000 Grad Fahrenheit) arbeitet, um Metalle zu schmelzen und zu erhitzen.

Es ist zwar teurer als das Stangenschweißen, aber es ist sauberer und vielseitiger (funktioniert bei Stahl, Aluminium, Messing und vielen anderen Metallen).

Es führt auch zu qualitativ hochwertigen Schweißnähten.

Nachteilig ist, dass die Ausrüstung teurer und der Prozess langsamer ist als bei anderen Schweißverfahren.

Im Gegensatz zum GMAW- oder MIG-Schweißen wird eine nicht verbrauchbare (wird nicht geschmolzen) Wolframelektrode verwendet.

Die Elektrode erzeugt einen elektrischen Lichtbogen, der die erforderliche Wärme erzeugt.

Der WIG-Brenner wird durch Luft oder Wasser gekühlt, und das Verfahren verwendet einen Schweißzusatz in Stabform.

GTAW erfordert auch ein Schutzgas wie Argon oder Helium, um die Schweißnaht vor der Atmosphäre zu schützen.

Das Wolfram-Lichtbogenschweißen ist im Allgemeinen kommerziell nicht wettbewerbsfähig mit anderen Verfahren zum Schweißen von schwereren Metallen, wenn diese problemlos mit dem Schutzgas-, Unterpulver- oder Metall-Schutzgasschweißverfahren in angemessener Qualität geschweißt werden können.

Übersicht

Das Wolfram-Lichtbogenschweißen (WIG) ist ein Verfahren, bei dem die Verbindung von Metallen durch Erhitzen eines Lichtbogens zwischen einer (nicht abschmelzenden) Wolframelektrode und dem Werkstück mit einem WIG-Schweißgerät hergestellt wird.

Es wird ein Schutzgas verwendet, normalerweise Argon.

Normalerweise wird ein Stab aus reinem Wolfram oder einer Wolframlegierung verwendet, aber manchmal werden auch mehrere Elektroden eingesetzt.

Die erhitzte Schweißzone, das geschmolzene Metall und die Wolframelektrode werden durch eine Schutzgasschicht, die durch den Elektrodenhalter zugeführt wird, von der Atmosphäre abgeschirmt.

Ein Zusatzwerkstoff kann hinzugefügt werden oder nicht. Eine Schweißung wird durch Anlegen des Lichtbogens erzeugt, so dass das sich berührende Werkstück und der Schweißzusatz geschmolzen und verbunden werden, während das Schweißgut erstarrt.

Dieses Verfahren ähnelt anderen Lichtbogenschweißverfahren insofern, als die Wärme durch einen Lichtbogen zwischen einer nicht abschmelzenden Elektrode und dem Werkstück erzeugt wird, aber die Ausrüstung und der Elektrodentyp unterscheiden es von anderen Lichtbogenschweißverfahren.

Vorteile und Nachteile

Vorteile

• Bearbeitet fast alle Arten von Metallen mit höheren Schmelzpunkten. Das Wolfram-Lichtbogenschweißen ist das beliebteste Verfahren zum Schweißen von Aluminium, nichtrostenden Stählen und Nickelbasislegierungen. Es wird im Allgemeinen nicht für sehr niedrig schmelzende Metalle wie Lote oder Blei-, Zinn- oder Zinklegierungen verwendet. Es ist besonders nützlich für das Verbinden von Aluminium und Magnesium, die feuerfeste Oxide bilden, sowie für reaktive Metalle wie Titan und Zirkonium, die Sauerstoff und Stickstoff lösen und verspröden, wenn sie während des Schmelzens der Luft ausgesetzt werden.
• Punktgenauigkeit und Kontrolle. Das Verfahren ermöglicht eine präzisere Steuerung der Schweißnaht als jedes andere Lichtbogenschweißverfahren, da die Lichtbogenwärme und der Schweißzusatz unabhängig voneinander gesteuert werden.
• Gut aussehende Schweißraupen
• Für Metalle unterschiedlicher Dicke, einschließlich sehr dünner Metalle (Stromstärkebereich von 5 bis 800, d. h. die vom Schweißgerät erzeugte Stromstärke). Das Wolfram-Schutzgasschweißen eignet sich sehr gut zum Verbinden dünner Grundmetalle, da sich die Wärmezufuhr hervorragend steuern lässt.
• Erzeugt starke Verbindungen. Es erzeugt qualitativ hochwertige Schweißnähte in fast allen Metallen und Legierungen, die von der Industrie verwendet werden.
• Ein sauberes Verfahren mit einer minimalen Menge an Dämpfen, Funken, Spritzern und Rauch
• Hohe Sichtbarkeit bei der Arbeit aufgrund der geringen Rauchentwicklung. Die Sicht ist ausgezeichnet, da während des Schweißens kein Rauch und keine Dämpfe entstehen und keine Schlacke oder Spritzer vorhanden sind, die zwischen den Durchgängen oder an der fertigen Schweißnaht gereinigt werden müssen.
• Minimale Nachbearbeitung erforderlich. Bei sehr kritischen Anwendungen oder bei sehr teuren Metallen oder Teilen sollten die Werkstoffe vor dem Schweißen sorgfältig von Oberflächenschmutz, Fett und Oxiden gereinigt werden.
• Arbeitet in jeder Schweißposition
• Das WIG-Schweißen weist aufgrund der konzentrierten Wärmequelle auch einen geringeren Verzug in der Schweißnaht auf.
• Wie beim Autogenschweißen können die Wärmequelle und die Zugabe von Zusatzwerkstoff separat gesteuert werden.
• Da die Elektrode nicht verbraucht wird, kann das Verfahren zum Schmelzschweißen ohne Zusatzwerkstoff verwendet werden.

Nachteile

• Härtere UV-Strahlung im Vergleich zu anderen Schweißverfahren
• Niedrigerer Prozess als beim Lichtbogenschweißen mit verbrauchter Elektrode.
• Erfordert Übung
• Gesamtverfahren teurer. Teures Schweißmaterial (im Vergleich zu anderen Verfahren), da die Lichtbogengeschwindigkeit und die Abschmelzleistung geringer sind als bei einigen anderen Verfahren. Die Kosten für Schutzgase und Wolframelektroden erhöhen die Gesamtkosten des Schweißens im Vergleich zu anderen Verfahren. Argon und Helium, die zur Abschirmung des Lichtbogens verwendet werden, sind relativ teuer. Die Kosten für die Ausrüstung sind höher als bei anderen Verfahren, wie z. B. dem Schutzgasschweißen, das weniger präzise Kontrollen erfordert.
• Nicht leicht zu transportieren, am besten für eine Schweißwerkstatt geeignet
• Die Übertragung von geschmolzenem Wolfram von der Elektrode auf die Schweißnaht verursacht Verunreinigungen. Der daraus resultierende Wolframeinschluss ist hart und spröde.
• Wenn der heiße Schweißdraht bei unsachgemäßen Schweißtechniken der Luft ausgesetzt wird, führt dies zu einer Verunreinigung des Schweißguts.

Tipps

Wie bereits erwähnt, sind Metalle mit einem niedrigen Schmelzpunkt ideal, da Wolframschweißen bei hohen Temperaturen erfolgt. Dazu gehören:

• Aluminium: mit Wechselstromausgang und Hochfrequenzeinstellung verwenden. Der Wolfram darf das zu schweißende Teil nicht berühren, um Verunreinigungen zu vermeiden. Leitet Wärme. Reinigen Sie Aluminium mit einer Drahtbürste (auch wenn es sauber aussieht), um Aluminiumoxid zu entfernen. Verwenden Sie hohe Wärmeeinstellungen, um die Schweißgeschwindigkeit zu erhöhen.
• Magnesium: ähnliche Eigenschaften wie Aluminium
• Kupferlegierungen (Messing, Bronze, Kupfer-Nickel, Kupfer-Aluminium, Silizium): verwenden Sie Gleichstrom mit negativer Elektrode
• Edelstahl: erfordert die Verwendung eines Schweißzusatzes mit hohem Chromanteil. Verwenden Sie Gaslinsen für eine bessere Gasabdeckung der Schweißnaht. Halten Sie den Gasfluss bei 15 bis 20 cfh.
• Mildstahl: Verwenden Sie Stäbe mit Desoxidationsmitteln. Die Wolframelektrode sollte 2% thoriert sein. Reinigen Sie den Stahl vor dem Schweißen.

Wenn beim WIG-Schweißen Risse auftreten, erwärmen Sie das Metall auf 400 Grad Fahrenheit vor. Dies hilft bei der Kontraktion und Ausdehnung der Metalle beim Schweißen.

• Auf Sicherheit achten
• Vergewissern Sie sich, dass die Argon- oder Heliumgaszufuhr eine geringe Feuchtigkeit aufweist
• Verwenden Sie saubere Schweißstäbe und halten Sie den Schweißbereich trocken
• Die Auswahl der Wolframelektrode und die Parameter für Schweißungen sind Richtlinien, keine absoluten Vorgaben
• Befolgen Sie die von allen Materialanbietern bereitgestellten Sicherheitshinweise zum Schweißen. Da Wolfram eine gewisse Radioaktivität aufweist, tragen Sie beim Schleifen eine Atemschutzmaske
• Größere Stäbe sind leichter zu handhaben
• Die Wolframelektrode sollte die kleinste sein, die für die Arbeit benötigt wird
• Halten Sie den Stab und den Brenner in verschiedenen Winkeln
• Windzug verringert die Windzug verringert die Wirksamkeit des Argon- oder Heliumschutzgases, was zu Nadellöchern in der Schweißnaht führt
• Höhere Stromstärken erfordern eine größere Öffnung
• Wenn sich der Wolfram während des Schweißens bewegt oder wackelt, zeigt dies an, dass der Wolfram nahe seiner Kapazität ist. Verwenden Sie die Waage dig Zifferblatt auf die Penetration Seite bewegt.

GTAW-Gase

• 100% Argon (am gebräuchlichsten, am kühlsten)
• 75% Argon/25% Helium
• 75% Helium/25% Argon (heißestes Gas, höherer Heliumanteil kann zu Problemen beim Starten des Lichtbogens führen)
• 100% Helium (schwer zu startender Lichtbogen, sehr heiß.)

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Informationen zu Ausrüstung und Prozess

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