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Experten-Tipps: Auswahl der Parameter für das WIG-Schweißen

Zuletzt aktualisiert:
Mai 3, 2024
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Inhaltsverzeichnis

Zu den wichtigsten Parametern beim WIG-Schweißen gehören Schweißstrom, Lichtbogenspannung, Schweißgeschwindigkeit, Durchmesser und Spitzenform der Wolframelektrode, Düsendurchmesser und Gasdurchfluss, Abstand von der Düse zur Werkstückoberfläche und der Winkel des Schweißbrenners.

(1) Auswahl der Parameter für das manuelle WIG-Schweißen

1) Stromart und Polarität.

Es gibt zwei Arten von Schweißströmen: Gleichstrom und Wechselstrom. Beim Gleichstrom gibt es zwei verschiedene Anschlussarten: gerade und umgekehrt. Die Wahl der Stromart und der Polarität hängt hauptsächlich von der Art des zu schweißenden Materials und den Anforderungen an die Schweißnaht ab.

Um Stromschwankungen, die durch Änderungen der Lichtbogenlänge verursacht werden, zu reduzieren oder zu eliminieren, erfordert das WIG-Schweißen die Verwendung einer Stromquelle mit steil abfallenden oder konstanten externen Stromkennlinien. Die Eigenschaften und der Anwendungsbereich der verschiedenen Stromarten und Polaritätsverbindungen beim WIG-Schweißen sind in Tabelle 5-80 aufgeführt.

Tabelle 5-80 Merkmale und Anwendungsbereich der verschiedenen Stromarten und Polaritätsverbindungen beim WIG-Schweißen

Arten von StromGleichstrom, Elektrode positivGleichstrom, Elektrode negativWechselstrom
Verbindung Methode
Ungefähres Verhältnis der WärmeverteilungWerkstück 70%, Elektrode 30%Werkstück 30%, Elektrode 70%Werkstück 50%, Elektrode 50%
Merkmale der DurchdringungTief und schmalFlach und breitMittel
athodische ReinigungswirkungKeineGegenwartVorhanden (wenn das Werkstück negativ ist)
ф3.2W Elektrode Zulässiger Maximalstrom400A420A250A
Anwendbare MaterialienMessing, Kupferlegierungen, Gusseisen, Edelstahl, ungleiche Metalle, Titan, SilberIm Allgemeinen nicht verwendetAluminium, Magnesium, Aluminiumbronze, Berylliumbronze, Aluminiumguss

2) Schweißstrom.

Die Wahl des Schweißstroms richtet sich in der Regel nach dem Werkstoff, der Dicke und der Lage der Schweißnaht. Der Durchmesser der Wolframelektrode muss auf der Grundlage des Schweißstroms gewählt werden. Der zulässige Schweißstrombereich für verschiedene Wolframelektrodendurchmesser ist in Tabelle 5-81 angegeben.

Tabelle 5-81 Zulässiger Schweißstrombereich für verschiedene Wolframelektrodendurchmesser (Einheit: A)

Elektroden-Durchmesser/mmWechselstromGleichstrom, gerade PolaritätGleichstrom, umgekehrte Polarität
Reines WolframThoriertes Wolfram, keramisiertes WolframWolframThoriertes Wolfram, keramisiertes WolframWolframThoriertes Wolfram, keramisiertes Wolfram
0.52~152~152~202~20--
115~5515~7010~7510~75--
1.645~9060~12540 ~13060~15010~2010 ~20
265~12585~16075~180100~20015~2515~25
2.580~140120~210130~230170~25017~3017~30
3.2140 ~190150~250160 ~310225~33020~3520~35
4180~260240~350275~450350~48035~5035~50
5240~350330~460400~625500 ~ 67550~7050 ~70
6.3300~450430~575550~675650~95060~10065~100

3) Lichtbogenspannung.

Die Lichtbogenspannung ist der wichtigste Parameter, der die Breite der Schweißraupe bestimmt. Beim WIG-Schweißen werden niedrigere Lichtbogenspannungen verwendet, um einen guten Schmelzbadschutz zu erreichen. Beim Schweißen unter Heliumschutz hat die gleiche Lichtbogenlänge aufgrund der höheren Ionisierung von Helium eine höhere Lichtbogenspannung im Vergleich zu einem Argonlichtbogen.

Die Lichtbogenspannung hängt mit dem Winkel der Wolfram-Elektrodenspitze zusammen. Je schärfer die Spitze der Wolframelektrode ist, desto höher ist die Lichtbogenspannung, die in der Regel zwischen 10 und 20 V liegt.

4) Durchmesser der Wolframelektrode und Form der Spitze.

Die Wahl des Durchmessers der Wolframelektrode hängt von der Art, der Polarität und der Größe des zu verwendenden Schweißstroms ab. Gleichzeitig beeinflusst die Schärfe der Wolframelektrodenspitze die Tiefe und Breite der Schweißnaht. Siehe Tabelle 5-82 für Wolfram-Elektrodenspitzenformen und Strombereiche.

Tabelle 5-82 Wolfram-Elektrodenspitzenformen und Strombereiche

Wolfram-Elektroden-Durchmesser /mmDurchmesser der Spitze /mmSpitzenwinkel / (°)Gleichstromelektrode positiv
Konstanter DC-Strom /AImpulsstrom /A
10.125122~152~25
10.25205~305~60
1.60.5258~508~100
1.60.83010~7010~140
2.40.83512~9012~180
2.41.14515 ~15015~250
3.21.16020~20020~300
3.21.59025~25025~350

5) Geschwindigkeit beim Schweißen.

Die Schweißgeschwindigkeit beim WIG-Schweißen hängt von der Dicke des Werkstücks und dem Schweißstrom ab. Da die Wolframelektrode geringeren Strömen standhalten kann, liegt die Schweißgeschwindigkeit in der Regel unter 20m/h. Die maximale Schweißgeschwindigkeit beim mechanisierten WIG-Schweißen kann 35 m/h überschreiten, aber zu diesem Zeitpunkt muss die Auswirkung der Schweißgeschwindigkeit auf die laminare Form des Schutzgases berücksichtigt werden.

6) Düsendurchmesser und Gasfluss.

Der Mindestgasstrom, der für einen wirksamen Schutz des Schweißbereichs erforderlich ist, hängt von der Form und Größe der Schweißbrennerdüse ab. Der Düsendurchmesser hängt von der Dicke des Werkstücks und der Art der Verbindung ab, und mit zunehmendem Düsendurchmesser muss der Gasfluss entsprechend erhöht werden.

Der Düsendurchmesser kann nach der folgenden Formel gewählt werden:

D=(2,5 ~3,5)d w

In der Formel:

  • D-Düsen-Durchmesser oder Innendurchmesser, mm;
  • dwDurchmesser der Wolframelektrode, mm.

Sobald der Düsendurchmesser bestimmt ist, kann der Argondurchsatz wie folgt berechnet werden:

Q=(0,8 ~1,2)D

Wo:

  • Q-Argon-Durchflussmenge, L/min;
  • D-Düsen-Durchmesser.

Wenn D klein ist, nehmen Sie die untere Grenze für Q; wenn D groß ist, nehmen Sie die obere Grenze für Q.

Wenn die Düsenöffnung 8~12mm beträgt, liegt der Schutzgasdurchsatz im Allgemeinen bei 5~15L/min; wenn der Düsendurchmesser auf 14~22mm ansteigt, beträgt der Gasdurchsatz 10~20L/min. Beim Schweißen von dicken Platten aus Aluminium und Aluminiumlegierungen sollte der Gasdurchsatz 25~35L/min erreichen.

Außerdem hängt die Gasdurchflussmenge auch von der Schweißumgebung ab. Beim Schweißen in einem Bereich mit Luftbewegung sollte die Gasdurchflussrate entsprechend der Luftgeschwindigkeit erhöht werden, und die Durchflussrate kann auch durch Probeschweißen ausgewählt werden. Wenn die Durchflussrate angemessen ist, kann die Farbe der Schweißfläche als Indikator dienen.

Der Zusammenhang zwischen der Farbe und der Schutzwirkung von Schweißnähten aus nichtrostendem Stahl ist in Tabelle 5-83 dargestellt.

Tabelle 5-83 Zusammenhang zwischen der Farbe und der Schutzwirkung von Schweißnähten aus nichtrostendem Stahl

SchweißnahtfarbenSilber-weiß, gold-gelbBlauRot-grauGraySchwarz
Schutz EffektivitätAusgezeichnetGutMesseSchlechtSchlimmste

Der Zusammenhang zwischen der Farbe und der Schutzwirkung von Schweißnähten aus Titan und Titanlegierungen ist in Tabelle 5-84 dargestellt.

Tabelle 5-84 Zusammenhang zwischen der Farbe von Schweißnähten aus Titan und Titanlegierungen und der Schutzwirkung

SchweißnahtfarbenSilber-WeißGoldLila-BlauBlau-GrauGelb-Weiß
Schutz EffektivitätAusgezeichnetGutMesseSchlechtSchlimmste

Siehe Tabelle 5-85 für Argon-Durchflussrate, Düsenöffnung und Abstand zum Werkstück.

Tabelle 5-85 Argon-Durchflussmenge, Düsenöffnung und Abstand zum Werkstück

SchweissverfahrenGeeignete Argon-Durchflussrate (L/min)Düsendurchmesser (mm)Abstand zwischen Düse und Werkstück (mm)
Wolfram-Inertgas-Schweißen (TIG)3~255 ~205 ~12
Metall-Schutzgasschweißen (MIG)10~50≤308~15

Siehe Tabelle 5-86 für die Beziehung zwischen Schweißstrom, Düsendurchmesser und Gasdurchsatz.

Tabelle 5-86 Zusammenhang zwischen Schweißstrom, Düsendurchmesser und Gasdurchsatz

Schweißstrom /ADC-SchweißenAC-Schweißen
Düsendurchmesser /mmGasdurchsatz / (L/min)Düsendurchmesser /mmGasdurchsatz / (L/min)
10 ~1004~9.54 ~58~9.56~8
101 ~1504 ~9.54~79.5~117 ~10
151~2006~136~811 ~137 ~10
201~3008~138~913 ~ 168 ~15
301~50013 ~169~1216 ~198~15

Hinweis: Der maximal zulässige Schweißstrom für Metalldüsen beträgt 500 A, für Keramikdüsen 300 A.

(2) Auswahl der Parameter für das automatische WIG-Schweißen

Zu den Parametern für das automatische WIG-Schweißen gehören die Parameter für das manuelle Wolfram-Elektroden-Argon-Lichtbogenschweißen und die Drahtvorschubgeschwindigkeit. Die Drahtvorschubgeschwindigkeit sollte mit der Schweißgeschwindigkeit und dem Schweißstrom übereinstimmen. Die Auswirkungen der WIG-Schweißparameter auf die Schweißnahtbildung und die Schweißqualität sind in der tatsächlichen Produktion selten unabhängig, da beim manuellen WIG-Schweißen nur der Schweißstrom und die Argon-Durchflussmenge festgelegt werden.

Beim automatischen WIG-Schweißen müssen unter anderem Schweißstrom, Lichtbogenspannung, Schweißgeschwindigkeit, Argon-Durchflussmenge, Drahtdurchmesser und Drahtvorschubgeschwindigkeit kontrolliert werden. Darüber hinaus ist beim Schweißen von besonders reaktiven Metallen wie Titan ein verstärkter Schutz der Hochtemperaturzone erforderlich, und es müssen strenge Schutzmaßnahmen getroffen werden.

(3) Typische WIG-Schweißparameter

1) Siehe Tabelle 5-87 für manuelle WIG-Schweißparameter für Aluminium und Aluminiumlegierungen, rostfreien Stahl.

Tabelle 5-87 WIG-Handschweißparameter für Aluminium und Aluminiumlegierungen, Edelstahl

MaterialBlechdicke/mmRille TypAnzahl der Schweißnähte (vorne/hinten)Wolfram-Elektroden-Durchmesser/mmSchweißdraht-Durchmesser/mmVorwärmtemperatur/°CSchweißstrom/AArgon-Durchflussrate/(L/min)Düse Blende/mm
Aluminium und Aluminium-Legierungen1Abgeschrägte KanteVorderseite 121.6-45 ~ 607~98
1.5Abgeschrägte oder I-NutVorderseite 121.6~2.0-50~807~98
2I-NutVorderseite 12 ~32~2.5-90 ~1208 ~128~12
3Y-NutVorderseite 132~3-150 ~1808~128~12
41~2/143-180 ~20010~158~12
51~2/143~4-180~24010~1510 ~12
61~2/154-240~28016~2014 ~16
82 /154~5100260~32016~2014 ~16
103~4/1~254~5100 ~150280~34016~2014 ~16
123~4/1~25 ~64~5150~200300~36018~2216~20
143 ~4/1~25 ~65~6180~200340~38020~2416 ~20
164~5/1~265~6200 ~220340~38020~2416~20
184~5/1~265~6200~240360~40025~3016~20
204~5/1~265~6200~260360~40025~3020~22
16 ~20X-Rille2~3/2~365~6200~260300~38025~3016~20
22~253 ~4/3 ~46 ~75~6200~260360~40030~3520~22
Rostfreier Stahl1Stumpfes Gelenk121.6-7~283~412~47
1.2Stumpfes Gelenk121.6-153~425
1.5Stumpfes Gelenk121.6-5 ~193~48~32

① Schweißgeschwindigkeit, in cm/min.

2) Siehe Tabelle 5-88 für WIG-Handschweißparameter für Kohlenstoffstahl und niedrig legierten Stahl.

Tabelle 5-88 WIG-Handschweißparameter für Kohlenstoffstahl, niedrig legierten Stahl

Schweißnaht-Dicke/mmSchweißstrom/ADrahtdurchmesser/mmSchweißgeschwindigkeit/(mm/min)Gasflussrate/(L/min)
0.9100ф1.6300~3704~5
1.2100~125ф1.6300~4504~5
1.5100 ~140ф1.6300~4504~5
2.5140~180ф2 300 ~4505~6
3.2150 ~200ф3250~3005~6

3) Siehe Tabelle 5-89 für WIG-Handschweißparameter für Kupfer und Kupferlegierungen.

Tabelle 5-89 WIG-Handschweißparameter für Kupfer und Kupferlegierungen

MaterialSchweißnahtdicke/mmRille TypWolfram-ElektrodeElektroden-Durchmesser/mmFülldraht-Durchmesser/mmSchweißstrom/ADüsendurchmesser/mmGasflussrate/(L/min)Vorwärmtemperatur/°C
Kupfer<1.5Single-VThoriert2.42140-18086-8-
2-3Single-VThoriert3.23160-2808-106-10-
4-5V-RilleThoriert43-4250-35010-128-12100-150
6-10V-RilleThoriert54-5300-40010-1210-14300-500
Messing1.2Stumpfes GelenkThoriert3.2-160-18087-
Zinn-Messing2Single-VThoriert3.23180-20087-
Zinn-Phosphor<1.6Single-VThoriert3.21.690-15010-128-12-
Bronze1.6-3.2Single-VThoriert3.22-3100-22010-128-12-
Aluminium Bronze<1.6Single-VZerlegt1.61.625-8010-129-10-
3.2Single-VZerlegt3.22-3160-21010-1210-12-
9.5V-RilleZerlegt44210-33010-1212-13-
Silizium-Bronze1.6Single-VZerlegt1.61.6100-12087-
3.2Single-VThoriert2.42130-15087-
6.4V-RilleThoriert3.23200-250109-
9.5V-RilleThoriert3.23230-280109-
Nickel-Bronze<3.2Single-VThoriert3.22-3250-30012-1412-14-
3.2-9.5V-RilleThoriert43280-32012-1412-14-

4) Manuelles WIG-Schweißen von Titan und Titanlegierungen (Gleichstromformschluss, Stumpfstoß) Schweißparameter siehe Tabelle 5-90.

Tabelle 5-90 WIG-Handschweißen von Titan und Titanlegierungen (Gleichstromformschluss, Stumpfstoß) Schweißparameter

Blechdicke/mmFase TypAnzahl der SchweißnähteWolfram-Elektroden-Durchmesser/mmDrahtdurchmesser/mmSchweißstrom/AArgon-Durchflussrate/(L/min)Düsendurchmesser/mmAnmerkungen
HauptdüseSchleppschildHintere Seite
0.5Single-V-Fase11.51.030 ~508~1014~166~810Stoßfugenspalt 0,5 mm, Titan darf auch nicht hinzugefügt werden

Drahtabstand 1,0 mm
112.01.0~2.040~608~1014~166~810
1.512.01.0~2.060~8010~1214~168~1010 ~12
212.0~3.01.0~2.080~11012~1416~2010~1212 ~14
2.512.0~3.02.0110~12012~1416~2010~1212 ~14
3Einfach-Y-Fase1 ~23.02.0~3.0120~14012~1416~2010~1214 ~18Fasenabstand 2~3mm, stumpfe Kante 0,5mm

Die Rückseite der Schweißnaht ist mit einer Stahlstützplatte ausgekleidet

Fasenwinkel 60°~65°
3.51~23.0~4.02.0~3.0120~14012~1416~2010~1214 ~18
423.0~4.02.0~3.0130~15014~1620~2512~1418 ~20
423.0~4.02.0~3.020014~1620~2512~1418 ~20
52~34.03.0130~15014~1620~2512~1418~20
62~34.03.0~4.0140~18014~1625~2812~1418~20
72~34.03.0~4.0140~18014~1625~2812~1420~22
83 ~44.03.0~4.0140~18014~1625~2812~1420~22
10Doppel-Y-Fase4~64.03.0~4.0160~20014~1625~2812~1420~22Fasenwinkel 60°, stumpfe Kante 1mm

Fasenwinkel 55°, stumpfe Kante 1,5-2,0mm

Fasenwinkel 55°, stumpfe Kante 1,5~2,0mm, Spalt 1,5mm
136~84.03.0~4.0220~24014~1625~2812~1420~22
20124.04.0200~24012~142010~1218
2264.04.0~5.0230~25015~1818~2018~2020
2515~164.03.0~4.0200~22016~1826~3020~2622
3017~184.03.0~4.0200~22016~1826~3020~2622

5) Siehe Tabelle 5-91 für automatische WIG-Schweißparameter für Aluminium und Aluminiumlegierungen.

Tabelle 5-91 Automatisierte WIG-Schweißparameter für Aluminium und Aluminiumlegierungen

MaterialBlechdicke/mmAnzahl der SchweißnähteWolfram-Elektroden-Durchmesser/mmDrahtdurchmesser/mmSchweißstrom/AArgon-Durchflussrate/(L/min)Düse Blende/mmDrahtvorschubgeschwindigkeit/(cm/min)
Aluminium und Aluminiumlegierungen111.5 ~21.6120 ~1605~68~10-
2131.6~2180 ~22012 ~148 ~10108 ~117
31~2 42220~24014 ~1810 ~14108~117
41~252~3240~28014 ~1810 ~14117 ~ 125
5252~3280 ~32016 ~ 2012 ~16117 ~ 125
6~82~3 5~63280 ~32018~2414 ~18125~133
8~122~363~4300 ~34018~2414 ~18133 ~142
Rostfreier Stahl1.5121.6125 ~1308~10260
2131.6138~1426~8260

6) Siehe Tabelle 5-92 für automatisierte WIG-Schweißparameter für Titan und Titanlegierungen (DC positiv, Stumpfstoß).

Tabelle 5-92 Automatisierte WIG-Schweißparameter für Titan und Titanlegierungen (DC positiv, Stumpfstoß)

Blechdicke / mmFase TypAnzahl der SchweißnähteAbmessungen des Hinterlegstreifens in der UmformrilleWolfram-Elektroden-Durchmesser / mmDrahtdurchmesser / mmSchweißstrom / ALichtbogen Spannung / VSchweissgeschwindigkeit / (cm/min)Argon-Durchflussmenge / (L/min)
Breite / mmTiefe / mmHauptdüseSchleppende AbschirmungHintere Seite
1I-grove150.51.61.270~10012~1530~378~1012~146~8
1.2I-grove150.721.2100~12012~1530~378~1012~146~8
1.5I-grove150.721.2~1.6120~14014~1637~4010~1214~168~10
2I-grove1612.51.6~2.0140~16014~1633~3712~1414~1610~12
3I-grove171.132.0~3.0200~24014~1632~3512~1416~1810~12
4Einfache Fase mit 2mm Spalt281.323200~26014~1632~3314~1618~2012~14
6Y-Nut 60°3--43240~28014~1830~3714~1620~2414~16
10Y-Nut 60°3--43200~26014~1815~2014~1618~2012~14
13Doppel-Y-Nut 60°4--43220~26014~1833~4214~1618~2012~14

7) Siehe Tabelle 5-93 für WIG-Schweißparameter für Rohre aus austenitischem nichtrostendem Stahl (Schweissung).

Tabelle 5-93 WIG-Schweißparameter für Rohre aus austenitischem nichtrostendem Stahl (Schweissung)

Dicke/mmForm der FaseSchweißstrom/ASchweißgeschwindigkeit/(mm/min)Anmerkungen
1.5100 ~110460 ~480Zum Überkopfschweißen von Rund- und Vierkantrohren, mit Argongasschutz im Inneren des Rohres, um die Rückseite der Schweißnaht abzuschirmen.
2120 ~130400 ~410
3190~200300 ~310
Hinweis: An den positiven Gleichstrom anschließen.

8) Siehe Tabelle 5-94 für die Schweißparameter der Wurzellage beim Mehrlagenschweißen von dickwandigen Rohren aus nichtrostendem Stahl mit IG-Schweißen.

Tabelle 5-94 Schweißparameter für die Wurzellage beim mehrlagigen WIG-Schweißen von dickwandigen Rohren aus nichtrostendem Stahl

Drahtdurchmesser / mmWolfram-Elektroden-Durchmesser / mmStrompolaritätSchweißstrom / ALichtbogen Spannung / VSchweissgeschwindigkeit / (cm/min)Methode des WebensAbschirmgas
TypenDurchflussmenge / (L/min)
2.0(1.6)1.6Gleichstrom50~1309~164~14Transversale OszillationReinheit des Argons (Volumenanteil) größer als 99,9%8~15
2.42.4Tangente
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