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Die Auswahl der richtigen WIG-Schweißmaterialien

Zuletzt aktualisiert:
Mai 3, 2024
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Inhaltsverzeichnis

1. Abschirmgas

Beim Wolfram-Inertgasschweißen wird im Allgemeinen Argon, Helium, Argon-Helium-Mischgas oder Argon-Wasserstoff-Mischgas als Schutzgas verwendet.

(1) Auswahl des Schutzgases

Das für verschiedene Materialien geeignete Schutzgas ist in Tabelle 5-70 aufgeführt.

Tabelle 5-70 Schutzgas geeignet für verschiedene Materialien

MaterialGeeignetes Schutzgas und Eigenschaften
Aluminium und Aluminium-LegierungenArgon: AC-Schweißen bietet einen stabilen Lichtbogen und eine gute Oberflächenreinigungswirkung

Helium: Gleichstrom-Positivverbindung, erzeugt einen stabilen Lichtbogen auf chemisch gereinigten Materialien und hat eine höhere Schweißgeschwindigkeit

Argon-Helium-Mischgas: Hat eine gute Reinigungswirkung, eine höhere Schweißgeschwindigkeit und einen höheren Einbrand, aber die Lichtbogenstabilität ist nicht so gut wie bei reinem Argon
MessingArgon: Stabiler Lichtbogen mit minimaler Verdampfung.
Kobalt-LegierungenArgon: Stabiler Lichtbogen, der leicht zu kontrollieren ist.
Kupfer-Nickel-LegierungenArgon: Der Lichtbogen ist stabil und leicht zu kontrollieren, auch geeignet zum Schweißen von Kupfer-Nickel-Legierungen mit Stahl
Sauerstofffreies KupferArgon: Verwendet eine positive DC-Verbindung, der Lichtbogen ist stabil und leicht zu kontrollieren

Helium: Hat einen größeren Wärmeeintrag, eine höhere Schweißgeschwindigkeit und einen tieferen Einbrand

Argon-Helium-Mischgas: 75% Helium, 25% Argon. Der Lichtbogen ist stabil, geeignet zum Schweißen dünner Teile
InconelArgon: Der Lichtbogen ist stabil und leicht zu kontrollieren

Helium: Geeignet für automatisches Hochgeschwindigkeitsschweißen
Stahl mit niedrigem KohlenstoffgehaltArgon: Geeignet für manuelles Schweißen

Ammoniak: Geeignet für automatisches Hochgeschwindigkeitsschweißen, tieferes Abschmelzen im Vergleich zum Argonschutz
Magnesium-LegierungenArgon: Verwendet AC-Schweißen, hat gute Lichtbogenstabilität und Reinigungswirkung
Martensitaushärtender StahlArgon: Der Lichtbogen ist stabil und leicht zu kontrollieren
Molybdän-0.5% Titan-LegierungArgon und Helium sind beide geeignet: Um ein Schweißgut mit guter Plastizität zu erhalten, muss neben einem verbesserten Schutz der Stickstoffgehalt in der Schweißatmosphäre unter 0,1% (Volumenanteil) und der Sauerstoffgehalt unter 0,05% (Volumenanteil) gehalten werden.
Monel-LegierungArgon: Der Lichtbogen ist stabil und leicht zu kontrollieren
Nickel-LegierungenArgon: Der Lichtbogen ist stabil und leicht zu kontrollieren

Helium: Geeignet für automatisches Hochgeschwindigkeitsschweißen
Silizium-BronzeArgon: Kann die thermische Sprödigkeit des Grundmaterials und des Schweißguts verringern
SiliziumstahlArgon: Der Lichtbogen ist stabil und leicht zu kontrollieren
Rostfreier StahlHelium: Der Lichtbogen ist stabil und kann eine größere Schmelztiefe als Argon erreichen

Argon: Der Lichtbogen ist stabil und leicht zu kontrollieren
FerrolegierungArgon: Der Lichtbogen ist stabil und leicht zu kontrollieren

Helium: Geeignet für automatisches Hochgeschwindigkeitsschweißen

(2) Anforderungen an Schutzgase

1) Argon.

Die Anforderungen an die Reinheit von Argon in geschweißten Teilen sind in Tabelle 5-71 aufgeführt. Die Zusammensetzung von im Inland hergestelltem Schweißargon ist in Tabelle 5-72 angegeben.

Tabelle 5-71 Anforderungen an die Reinheit von Argon in geschweißten Teilen

Material zum SchweißenArt und Polarität der StromquelleArgon-Reinheit (Volumenprozent, %)
Molybdän, Niob, Zirkonium, Tantal und ihre LegierungenDC-Elektrode positiv99. 98
Hochtemperaturbeständige LegierungenDC-Elektrode positiv99. 95

Tabelle 5-72 Zusammensetzung des im Inland hergestellten Schweißargons (Volumenanteil, %)

Reinheit von ArgonN2O2H2CnHmHO
≥99.99<0.01<0.0015<0.0005<0.00130mg/m3
≥99.999≤7 x10-5≤10-5≤5 x10-510 -5≤2 x10-5

2) Helium.

Die Reinheit von Schweißhelium erfordert im Allgemeinen mehr als 99,8% (Volumenanteil). Die Zusammensetzung von im Inland hergestelltem Schweißhelium (Volumenanteil 99,999%) ist in Tabelle 5-73 angegeben.

Tabelle 5-73 Zusammensetzung von inländischem Schweißhelium (99,999%) (Volumenanteil, %)

KomponentenNeH2O2 + ArN2COCO2HO
Konzentration(×10-5≤4.0≤1.0≤1.020.50.53

3) Argon-Helium-Mischgas.

Die Verwendung von Argon-Helium-Mischgas eignet sich besonders für Fälle, in denen die Anforderungen an die Schweißqualität sehr hoch sind. Das typische Mischungsverhältnis ist (75%~80%) He + (15%~20%) Ar (Volumenanteil).

4) Argon-Wasserstoff-Mischgas.

Argon-Wasserstoff-Mischgas wird hauptsächlich zum Schweißen von Nickelbasislegierungen, Nickel-Kupfer-Legierungen und rostfreiem Stahl verwendet. Im Allgemeinen sollte der Wasserstoffgehalt im Mischgas unter 15% (Volumenanteil) gehalten werden.

2. Zusatzwerkstoff

Beim Wolfram-Inertgasschweißen hat das Schutzgas nur eine schützende Funktion, und die Zusammensetzung der Schweißnaht wird hauptsächlich durch den Schweißzusatz eingestellt, um die Schweißqualität zu gewährleisten. Der Schweißzusatzwerkstoff wird durch den Schweißdraht bereitgestellt, daher muss der Gehalt an Schwefel, Phosphor, schädlichen Gasen und Verunreinigungen im Schweißdraht streng kontrolliert werden.

Derzeit gibt es in China keine spezielle Norm für WIG-Schweißdraht, im Allgemeinen werden Schweißdrähte für das Metall-Lichtbogenschweißen oder Stahldrähte verwendet. Beim Schweißen von Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt und niedrig legiertem, hochfestem Stahl werden Stahldrähte im Allgemeinen nach dem Prinzip der gleichen Festigkeit ausgewählt, und beim Schweißen von Kupfer, Aluminium und rostfreiem Stahl werden Schweißdrähte für das Metallgasschweißen, Gasschweißdrähte oder Unterpulverschweißdrähte im Allgemeinen nach dem Prinzip der gleichen Zusammensetzung ausgewählt.

Beim Schweißen ungleicher Stähle, wenn die Strukturen der beiden Stähle unterschiedlich sind, sollte bei der Auswahl des Schweißdrahtes die Rissbeständigkeit und die Kohlenstoffdiffusion berücksichtigt werden; wenn die Strukturen der beiden Stähle gleich sind, aber ihre mechanischen Eigenschaften unterschiedlich, ist es am besten, einen Schweißdraht mit einer Zusammensetzung zwischen den beiden zu wählen. Empfohlene Schweißdrahtqualitäten für gängige Stahlsorten sind in Tabelle 5-74 aufgeführt.

Tabelle 5-74 Empfohlene Schweißdrahtqualitäten für gängige Stahlsorten

Material StahlAusgewählte Schweißdrahtsorte
KategorieKlasse
KohlenstoffstahlQ235, Q235F, Q235gH08Mn2Si
10g, 15g, 20g, 22g, 25gH05MnSiAlTiZr
Niedrig legierter StahlQ345H10Mn2
Q345RH08Mn2Si
15MnV, 16MnVCuH08MnMoA
15MnVN, 19Mn5H08Mn2SiA
20MnMo
Niedrig legierter hitzebeständiger Stahl18MnMoNb, 14MnMoVH08Mn2SiMo
12CrMo, 15CrMoH08CrMoA, H08CrMo, Mn2Si
20CrMo, 30CrMoAH05CrMoVTiRe
12Cr1MoV, 15Cr1MoV
20CrMoV
H08CrMoV 
H05CrMoVTiRe
15Cr1MoV, 20Cr1MoVH08 CrMnSiMoV
12Cr2MoWVTiBH10Cr2MnMoWVTiB
(G102)H08Cr2MoWVNbB
G106 StahlH10Cr5MoVNbB
Rostfreier Stahl06Cr19Ni10, 12Cr18Ni9HOCr18Ni9
12Cr18Ni9TiH0Cr18N9Ti
022Cr17Ni12Mo2HOCr18Ni12Mo2Ti
Niedrigtemperatur-Stahl09Mn2VH05Mn2Cu, H05Ni2.5
06AlCuNbNH08Mn2WCu
Niedrigtemperatur-Stahl3,5Ni, 06MnNb
06AlCuNbN
H00Ni4.5Mo 
H05Ni4Ti
9NiHOONi11Co 
H06Cr20Ni60Mn3Nb
Verschiedene Arten von StahlG102 +12CrMoV 
G102 + 15CrMo
H08CrMoV
G102+KohlenstoffstahlH08Mn2Si
H08CrMoV
H13CrMo
G102 + 1Cr18NiTi 
G102 + G106
Schweißdraht auf Nickelbasis
12Cr1MoV+KohlenstoffstahlH08Mn2Si, H05MnSiAlTiZr
12CrMoV +15CrMoH13CrMo, H08CrMoV

3. Elektrodenmaterialien

Die Rolle der nicht abschmelzenden Elektrode beim WIG-Schweißen besteht darin, Strom zu leiten, den Lichtbogen zu zünden und eine normale Lichtbogenverbrennung aufrechtzuerhalten. Ihre Qualität hat großen Einfluss auf die Stabilität des Lichtbogens und den Schweißprozess sowie auf die Qualität der Schweißnaht. Im Allgemeinen sollten nicht abschmelzende Elektroden die Anforderungen an einen hohen zulässigen Strom und einen geringen Verbrauch erfüllen.


1) Zu den derzeit gebräuchlichen Elektrodenmaterialien gehören reines Wolfram, thoriertes Wolfram, keriertes Wolfram, zirkoniertes Wolfram und lanthaniertes Wolfram. Übliche Wolfram-Elektrodendurchmesser sind: 0,5 mm, 1,0 mm, 1,6 mm, 2,0 mm, 2,5 mm, 3,2 mm, 4,0 mm, 5,0 mm, 6,3 mm, 8,0 mm, 10,0 mm, insgesamt 11 Typen, mit Längen von 76 bis 610 mm. Die Oberfläche der Wolframelektrode sollte keine Defekte wie Narben, Risse, Lunker, Grate oder nichtmetallische Einschlüsse aufweisen.

2) Haushalts-Wolfram-Elektroden werden normalerweise durch chemische Reinigung oder mechanisches Schleifen oberflächenbehandelt. Um die Stabilität des Lichtbogens zu verbessern, muss das Ende der Wolframelektrode je nach Stromstärke konisch oder halbkugelförmig geschliffen werden.

3) Bei gleichem Wolfram-Elektrodenmaterial haben unterschiedliche Elektrodenformen einen gewissen Einfluss auf die Stabilität des Lichtbogens und die Ausbildung der Schweißnaht. Die Beziehung zwischen den üblichen Wolfram-Elektrodenspitzenformen und der Lichtbogenstabilität ist in Tabelle 5-75 dargestellt.

Tabelle 5-75 Übliche Wolfram-Elektrodenspitzenformen und ihre Beziehung zur Lichtbogenstabilität

Wolfram Elektrode Spitze FormTyp der WolframelektrodeStrompolaritätAnwendungsbereichLichtbogenstabilität
Keramisches oder thoriertes WolframGleichstromelektrode positivStarker StromStabil
Keramisches oder thoriertes WolframGleichstromelektrode positivNiedriger Strom
Geeignet zum Schweißen in engen Spalten und dünnen Blechen
Stabil
Reine Wolfram-ElektrodeWechselstromSchweißen von Aluminium, Magnesium und deren LegierungenStabil
Keramisches oder thoriertes WolframGleichstromelektrode positivKontinuierliches Schweißen mit Wolframelektroden mit einem Durchmesser von weniger als 1 mmGut

4) Die Strombelastbarkeit von Wolframelektroden ist in Tabelle 5-76 angegeben.

Tabelle 5-76 Strombelastbarkeit der Wolframelektrode

Elektroden-Durchmesser/mmGleichstrom/AAC-Strom/A
Direkter Anschluss (Elektrode -)Umgekehrter Anschluss (Elektrode +)
Reines WolframThoriertes Wolfram, keramisiertes WolframReines WolframThoriertes Wolfram, keramisiertes WolframReines WolframThoriertes Wolfram, keramisiertes Wolfram
0.52 ~202 ~20--2 ~152~15
110 ~ 7510 ~75--15 ~5515 ~ 70
1.640 ~13060 ~15010 ~2010 ~3045 ~ 9060 ~125
275 ~ 180100 ~20015 ~2515 ~2565 ~12585 ~160
2.5130 ~ 230160 ~25017 ~3017 ~3080 ~140120 ~ 210
3140 ~ 280200~30020 ~4020 ~ 40100~160140 ~ 230
3.2160 ~310225~33020 ~3520 ~35130 ~190150 ~250
4275 ~ 450350~48035 ~5035 ~50180 ~260240 ~350
5400 ~625500 ~ 64550 ~7050 ~70240 ~ 350330 ~ 460
6500 ~625620 ~ 65060 ~8060 ~80260 ~390430 ~560
6.3550~675650 ~85065~10065~100300~420430 ~ 575
8-----650 ~830

5) Die für die gebräuchlichen Elektrodenmaterialien erforderliche Leerlaufspannung ist in Tabelle 5-77 angegeben.

Tabelle 5-77 Erforderliche Leerlaufspannung für üblicherweise verwendete Elektrodenmaterialien

Elektroden-TypenElektrodenbezeichnungenErforderliche Leerlaufspannung /V
KupferRostfreier StahlSiliziumstahl
Reine Wolfram-ElektrodeW959595
Thorierte Wolfram-ElektrodeWTh-10
WTh-15
40 ~65 
35
50 ~70 
40
70~75
40
Keramische Wolfram-ElektrodeWCe-20-30~35-

6) Die Auswahl von Wolframelektroden ist in Tabelle 5-78 dargestellt. Beachten Sie, dass einige Wolframstäbe radioaktiv sind (z. B. thorierte Wolfram-Elektroden), daher muss beim Schleifen von Wolframstäben auf Sicherheit geachtet werden. Bei der Lagerung einer großen Menge von Wolframstäben ist es am besten, sie in einer Bleibox aufzubewahren, um zu verhindern, dass die Strahlung den menschlichen Körper schädigt.

Tabelle 5-78 Auswahl von Wolframelektroden

Arten von WolframelektrodenKlasseMerkmale
Reines WolframW1、W2Sowohl Schmelz- als auch Siedepunkt sind sehr hoch, der Nachteil ist, dass die Schweißmaschine eine höhere Leerlaufspannung haben muss. Langfristiger Betrieb kann zum Schmelzen der Wolframelektrode führen.
Thoriertes WolframWTh7, WTh10,
WTh15, WTh30
Durch die Zugabe einer bestimmten Menge von Oxidnadeln werden die Nachteile der oben genannten reinen Wolframelektroden überwunden, aber es bleibt eine Spur von Radioaktivität.
Keramisches WolframWCe-20Reinem Wolfram wird eine bestimmte Menge Ceroxid zugesetzt, was folgende Vorteile hat: niedriger Lichtbogenzündstrom, bessere Verdichtung der Lichtbogensäule, längere Lebensdauer und extrem geringe Radioaktivität.
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