Die besten Schutzgasschweißgeräte 2015

Wie funktioniert ein Schweißgerät mit Schutzgas?

Oftmals wird das Schutzgasschweißgerät in einem Atemzug mit Fülldraht genannt. Dies ist wiederum eine andere Methode zu Schweißen, wobei der namensgebende Fülldraht zum Einsatz kommt. Hierfür wird ein passendes Fülldraht-Schweißgerät benötige, wobei diese Schweißarbeiten oftmals ein wenig mehr Erfahrung benötigen. Ansonsten sind die beiden Schweißgeräte miteinander vergleichbar.

Das Schutzgas sorgt beim gleichnamigen Schweißgerät für den heißen Hitzestrahl, sodass auch „dickere“ Metallteile bearbeitet werden können. Natürlich muss die Gasflasche mitgenommen werden, was in manchen Fällen kompliziert werden kann. Dennoch gehört das Schutzgasschweißgerät zu einen der Top-Angebote, wenn man schnell und sicher Schweißen möchte. Generell wird das Schutzgasschweißen als ein Lichtbogenschweißverfahren bezeichnet. Bei diesem wird der abschmelzende Schweißdraht automatisch nachgeschoben. An der Schweißstelle wird zur gleichen Zeit Schutzgas zugeführt, sodass das flüssige Metall unter dem Lichtbogen vor Oxidation geschützt wird.

Das richtige Schutzgasschweißgerät

Seit vielen Jahren gehört das Schweißen mit dem Schutzgasschweißgerät zu einen der gängigsten Methoden für viele „Hobby-Schweißer“. Das Hauptmerkmal vom Schutzgasschweißgerät ist wohl die Gasflasche, die für den Betrieb gebraucht wird. Vergleichbar mit einem Gasgrill wird das Gas beim Schweißen verbraucht, sodass die heiße Flamme entstehen kann. Je nach Schutzgasschweißgerät hat die Gasflasche eine unterschiedlich lange Lebensdauer, bis es notwendig ist, dass eine neue Flasche gekauft wird. In der Regel ist diese Gasflasche recht teuer, doch die hohe Flexibilität, Mobilität und Funktionalität sprechen für das Schutzgasschweißgerät.

WIG - MIG Schweißgerät

Der Unterschied bei einem MIG-Gerät und einem MAG-Gerät liegt nicht in dem Gerät selbst sondern in dem verwendeten Gas. Hauptsächlich für Aluminium geeignet ist das Metall-Inertgas-Schweißen (MIG-Schweißen), wobei mit Argon oder Argon-Helium-Gemischen gearbeitet wird. Das Metall-Aktivgas-Schweißen (MAG-Schweißen) hingegen wird bei Baustahl bzw. nichtrostendem Stahl angewandt. Dieses Schweißverfahren basiert auf Argon/CO2-Gemischen oder Argon/Sauerstoff-Gemischen. Eine Variante des MAG-Schweißens ist das MAGC-Schweißverfahren, basierend auf reinem CO2. Dieses Verfahren findet ausschließlich bei Baustahl Verwendung.

Schutzgas und seine Verwendung beim Schweißen

Unter Schutzgas versteht man ein Gas oder ein Gasgemisch, welches dazu dient, das Schweißbad vor dem Sauerstoff der Luft zu schützen. Als Schutzgas werden verschiedene geruchlose und geschmackssneutrale Gase verwendet wie Kohlendioxid, Stickstoff, Argon und Helium, welche auch natürlich in der Atmosphäre vorkommen.

Beim Schweißen haben Schutzgase vor allem die Aufgabe, ein Oxidieren des Schweißbades zu verhindern. Obendrein erfüllen sie jedoch auch noch andere Funktionen. Sie schützen die sich verfestigende Schweißnaht nicht nur vor Sauerstoffanreicherung, sondern auch vor Feuchtigkeit und Verunreinigung aus der Luft und verhindern dadurch, dass eine brüchige Schweißnaht entsteht, die weniger dauerhaft und korrosionsbeständig ist. Zudem beeinflussen Schutzgase die elektrische Leitfähigkeit der Lichtbogenatmosphäre und damit die Schweißeigenschaften, ferner die Zu- und Abbrandvorgänge, die sich auf die chemische Zusammensetzung des Schweißgutes auswirken. Und, last not least, tragen sie auch noch zur Kühlung des Schweißbrenners bei.

Ein hochwertiger Gasschutz ist ganz besonders wichtig beim Schweißen von hochlegierten Stählen sowie von Leichtmetallen wie Magnesium, Aluminium oder Titan. Bei unzureichendem
Gasschutz können ansonsten Rußablagerungen, Anlauffarben, Schweißspritzerauswürfe, Poren oder Beinträchtigungen im Gefüge die Folge sein.

Mit der richtigen Schutzgasauswahl kann man Nahtform, Zündverhalten, Lichbogenstabilität, Spaltüberbrückung und Tropfenübergang beeinflussen.

Beim Schutzgasschweißen nach DIN 1910–100 wird unterschieden zwischen Metall-Schutzgasschweißen (MSG) und Wolfram-Schutzgasschweißen (WSG), die jeweils wieder beide ihre eigenen Unterverfahren aufweisen.

Metall-Schutzgasschweißen (MSG-Schweißen)

Metall-Schutzgasschweißen war lange Zeit der Oberbegriff für alle Lichtbogenschweißverfahren, bei denen man eine Drahtelektrode unter Schutzgas abschmilzt. Das moderne Synonym dafür lautet gemäß ISO 857-1 für Deutschlandneue Oberbegriffe „Gasgeschütztes Metall-Lichtbogenschweißen“.

Das MSG-Schweißen wurde um 1950 herum entwickelt und verdrängte auf Grund seiner Wirtschaftlichkeit nach und nach das bis dahin dominierende Verfahren des Elektroden-Handschweißens. Verwendete man zu Beginn ausschließlich Kohlendioxid, so entdeckte man nach und nach die faszinierenden Möglichkeiten, die Gasgemische reaktionsfreier (inerter) Gase boten.

Unter dem Begriff MSG-Verfahren oder neuerdings Gasgeschütztes Metall-Lichtbogenschweißen fasst man alle Schutzgas-Schweißverfahren zusammen, bei denen ein elektrischer Lichtbogen zwischen dem Werkstück und einer kontinuierlich abschmelzenden Endlos-Drahtelektrode brennt und sowohl Lichtbogen wie Schweißbad durch eine aus externer Quelle stammende Gasglocke geschützt werden.

Dieses Verfahren ist äußerst vielseitig einsetzbar. Man kann damit fast alle zum Schweißen geeigneten Werkstoffe verbinden. Dünne Bleche ab 0,8 mm Materialstärke lassen sich damit ebenso schweißen wie stärkere mit über 10 mm Dicke. Zudem ist MSG-Schweißen sowohl mit handgeführtem Schweißbrenner möglich wie auch mit vollmechanisiertem Trägersystem oder Roboter.

Inerte und aktive Gase

Bei den Schutzgasen unterscheidet man zwischen inerten Gasen und aktiven Gasen.

Ein Inertgas (Beispiele: Argon, Helium) ist chemisch ein sog. Edelgas, welches keinerlei Reaktionen mit dem flüssigen Schweißbad eingeht. Ein aktives Gas oder Gasgemisch
(Beispiel: Kohlendioxid und Argon) hingegen ist am Schweißprozeß beteiligt, indem es zum einen den Lichtbogen stabilisiert und zum anderen eine fließende Übertragung von Material zur Schweißstelle hin gewährleistet. Inertgas findet beim MIG-Schweißen (Metall-Inertgas-Schweißen) Verwendung, während Aktivgas beim MAG-Schweißen (Metall-Aktivgas-Schweißen) zum Einsatz kommt.

Bei beiden Schutzgas-Arten gibt es sehr viele verschiedene Kombinationen, Reinheitsgrade usw.. Als Gemisch-Komponenten werden hierbei verwendet: Argon, Kohlendioxid, Sauerstoff, Helium, Wasserstoff und Stickstoff in unterschiedlicher prozentualer Zusammensetzung. Welches Schutzgas sich für welchen Zweck am besten eignet, ist von der jeweiligen Schweißaufgabe (Verfahren, Werkstoff, spezielle Prozessanforderungen) abhängig. Eine exakte Klassifizierung der verschiedenen standardisierten Schutzgase findet sich in der europäischen Norm „DIN EN ISO 14175 Gase und Mischgase für das Lichtbogenschweißen und verwandte Prozesse“.

Als Schutzgase für das Metall-Schutzgasschweißen von unlegierten wie auch von niedriglegierten Stählen werden beispielsweise CO2 oder Gemische von Argon mit CO2 verwendet. Für hochlegierte Stähle nimmt man meist argonreiche Mischgase mit nur geringen Prozentanteilen von O2 oder CO2. Bei Leichtmetallen wie Aluminium, Magnesium oder Titan kommen Argon oder Argon-Helium-Gemische zum Einsatz. Reines Helium kommt aus Kostengründen nur sehr selten in Frage.

Beim Schutzgasschweißen unterscheidet man grundsätzlich zwischen drei verschiedenen Hauptmethoden:

  • MIG-Schweißen (Metall-Inertgas-Schweißen)
  • MAG-Schweißen (Metall-Aktivgas-Schweißen)
  • WIG-Schweißen
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MIG-/MAG-Schweißen

Beim MIG-/MAG-Schweißen handelt es sich um ein Lichtbogenschweißverfahren, bei dem der Schweißdraht auf einer Spule aufgewickelt ist und durch ein Drahtvorschubgerät oder eine Schweißpistole geführt wird, wobei er automatisch in variabel einstellbarer Geschwindigkeit abgewickelt wird. Mit Hilfe einer Kontakthülse wird er an die Schweißstelle geführt, wo er in einem Lichtbogen, der zwischen Drahtelektrode und Werkstück brennt, abschmilzt und während des Abschmelzens kontinuierlich nachgeführt wird. Dabei fungiert der Metalldraht sowohl als stromführende Elektrode wie auch als Schweißzusatzstoff. Während des Schweißprozesses wird Schutzgas mittels einer Düse, die konzentrisch die Drahtelektrode umgibt, auf die Schweißstelle geführt.

Vorteile des MIG-/MAG-Schweißens:
  • rasches Arbeiten möglich (hohe Produktivität)
  • Grundfertigkeit relativ leicht zu erlernen
  • im Vergleich zu Autogenschweißen wesentlich geringerer Wärmeeintrag und dadurch
  • weniger Verformungen (Verzug)
  • für sehr dünne Bleche gut geeignet
  • sehr saubere Schweißnaht
  • nur geringe Schlackenbildung
  • geringes Auftreten von Spritzern
  • wenig Rauch- und Schadstoffentwicklung
  • nur minimale Nacharbeiten erforderlich
  • gut geeignet für Schweißen in Zwangslagen

Nachteile des MIG-/MAG-Schweißens:
  • kann nur in geschlossenen Räumen stattfinden, da Schutzgas im Freien vom Wind
  • verweht und weg getrieben würde (alternativ kann man ein Zelt um den Schweißplatz herum bauen, z.B. beim Brückenbau)
  • gründliche Schweißnahtvorbereitung (sehr saubere Oberflächen des Stahls) erforderlich
  • guter Augenschutz unabdingbar

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MIG-Schweißen (Metall-Inertgas-Schweißen)

Mit diesem Schweißverfahren werden vorrangig NE-Metalle wie Aluminium, Kupfer, Nickel, Magnesium, Titan und deren Legierungen, aber auch hochlegierte (CrNi-Stähle) und niedriglegierte, nichtrostende Stähle verbunden.

Das MIG-Schweißen zählt zu den Schweißverfahren, die relativ häufig zum Einsatz kommen, da die große Festigkeit der Schweißnaht nur geringe Nacharbeiten erforderlich macht. Praktische Anwendung findet es vor allem bei der Herstellung von Behältnissen und von Rohrleitungen, im Kraftfahrzeugbau und Maschinenbau, ferner im Anlagen-, Apparate- und Flugzeugbau.

Aluminium und Aluminiumlegierungen werden grundsätzlich MIG-geschweißt. Auf Grund der großen Wärmeleitfähigkeit von Aluminium wirkt sich Helium als Gemisch-Zusatz besonders günstig aus, da es Wärmeleitfähigkeit und -inhalt der Schutzgasatmosphäre verbessert. Das zahlt sich in einem breiteren und tieferen Einbrand aus. Falls kein Helium als Gemisch-Zusatz enthalten ist, müssen dickere Aluminiumbleche vorgewärmt werden. Es empfiehlt sich, die Oxidhäute kurz vor dem Schweißen mittels Bürsten oder Schaben zu entfernen, da sie hygroskopisch sind und dadurch leicht Wasserstoff ins Schweißgut gelangt. Wasserstoff gilt als alleiniger Verursacher von Porenbildung beim Schweißen von Aluminium und Aluminiumlegierungen.

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MAG-Schweißen (Metall-Aktivgas-Schweißen)

Un- und niedriglegierte Stähle schweißt man unter Mischgas (M1, M2, M3)- oder unter reiner Kohlendioxidatmosphäre, wobei man Mischgase auf Grund der geringeren Spritzerbildung bevorzugt.

Hochlegierte Stähle werden mit Argon-Sauerstoff-Gemischen oder Argon-CO2-Gemischen geschweißt.

Für Nickelbasislegierungen empfiehlt sich Argon.

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WIG-Schweißen (Wolfram-Inertgas-Schweißen)

Beim Wolfram-Inertgas-Schweißen (WIG-Schweißen) brennt der Lichtbogen zwischen einer Wolframelektrode und dem Werkstück in einer inerten Schutzgasatmosphäre. Im Unterschied zum MIG-/MAG-Schweißen wird hier keine abschmelzende Elektrode verwendet. Wärmezufuhr und Schweißzusatz sind entkoppelt, wodurch der Schweißer die Wärmezufuhr optimal auf seine Schweißaufgabe abstimmen kann. Er muss jeweils nur so viel Schweißzusatz zugeben, wie gerade eben erforderlich ist. Auf Grund des relativ niedrigen und sehr konzentrierten Wärmeeintrags bleibt das Schmelzbad ziemlich klein und eng umgrenzt, wodurch auch die Verformung der Werkstücke deutlich geringer ausfällt als bei anderen Schweißverfahren.

Durch die sehr fein dosierbare Wärmeeinbringung erhält man eine
bestmögliche Spaltüberbrückung. Auch Wurzelschweißung und Schweißen in Zwangslagen sind gut möglich. Schweißnahtfehler am Nahtanfang und Nahtende, wie sie beim Rohrschweißen oft vorkommen, können beim WIG-Schweißen leicht vermieden werden.

Als Schutzgase beim WIG-Schweißen kommen Argon, Helium, Wasserstoff und Gemische davon zur Anwendung. Es kann sowohl mit als auch ohne Zusatzstoffe gearbeitet werden.

Vorteile des WIG-Schweißens:
  • universell einsetzbar in puncto Werkstoff, Wanddicke und Schweißposition
  • Fügen von nahezu jedem schmelzschweißgeeignetem Werkstoff möglich
  • kaum Entstehung von Schweißspritzern
  • nur sehr geringe gesundheitlich Belastung durch Schweißrauche
  • besonders geeignet für Schweißen von Wurzellagen und in Zwangslagen
  • relativ geringer Verzug der Werkstücke
  • exzellente Schweißnähte bei Beherrschung der Technik möglich

Nachteile des WIG-Schweißens:
  • Schweißgeschwindigkeit langsamer
  • geschickte Hand und viel Erfahrung notwendig

Das WIG-Schweißverfahren wird bevorzugt dort angewendet, wo die hohe Qualität der Schweißverbindungen im Vordergrund steht, denn es ermöglicht, Schweißnähte von exzellenter Qualität zu erzeugen. Das ist beispielsweise im Rohrleitungs- und Apparatebau bei Kraftwerken oder in der chemischen Industrie der Fall. Wegen seiner Universalität kommt es heutzutage in vielen Bereichen von Industrie und Handwerk zum Einsatz.

Man unterscheidet beim WIG-Schweißen zwischen Gleich- und Wechselstromschweißen. Gleichstromschweißen wird zum Schweißen von Stählen, Nichteisenmetallen und von deren Legierungen verwendet. Wechselstromschweißen hingegen kommt beim Schweißen der Leichtmetalle Aluminium und Magnesium zum Einsatz.