Universeller Ratgeber WIG Schweißen, Teil 2

Schweißpositionen

Die Lage der zu schweißenden Werkstücke und die Bewegungsfreiheit für den Brenner bestimmen die Schweißposition. Jede Schweißposition erfordert eine bestimmte Schweißtechnik, die vom Schweißer erlernt werden muss. Die Norm ISO 6947 liefert eine systematische Beschreibung der Schweißpositionen. Zur Veranschaulichung werden Schweißnähte an Rohren und Blechen betrachtet. Im Falle von Rohren wird zwischen ruhenden und rotierenden Rohren unterschieden. Mit den Buchstabenkombinationen PA bis PJ werden die einzelnen Nahtpositionen relativ zur Vertikalen gekennzeichnet.

Lengende zur Bezeichnung:

• Pe: Überkopf-Position
• PD: Horizontal Überkopf-Position
• PF: Steigposition
• PC: Querposition
• PG: Fallposition
• PB: Horizontalposition
• PA: Wannenposition

Die günstigste Position für das Schweißen ist die Wannenlage. Eine Möglichkeit, um in Wannenlage zu schweißen, sind zwei nebeneinander liegende, waagerecht ausgerichtete, ebene Bleche, die von oben verschweißt werden. Die Wannenlage wird mit der Buchstabenkombination PA bezeichnet. Die Schmelze fließt durch die Schwerkraft an den tiefsten Punkt zwischen den Bauteilen. In anderen Positionen ist dieser natürliche Fluss der Schmelze nicht gegeben. Es wird von einer Zwangslage gesprochen. Beispiele für Zwangslagen sind das Überkopfschweißen (PE) und das Schweißen einer Steignaht an zwei senkrechten Blechen (PF). Beim Verschweißen von Rohrenden kann das Schmelzbad in der Position PA gehalten werden, indem die Rohre während des Schweißens in eine langsame Drehbewegung versetzt werden. Eine Einteilung und Bezeichnung der Prüfpositionen wird im ASME Code Section IX (QW-120) bereitgestellt.

Führen des Brenners

Die fachgerechte Führung des Brenners entscheidet über das Ergebnis des Schweißvorgangs und über die Qualität der Schweißnaht. Die Führung des Brenners beim WIG-Schweißen ist abhängig von der Form und der Lage der Schweißnaht. Die folgenden Absätze beziehen sich auf das Nach-Links-Schweißen. Dabei wird der Schweißstab in Schweißrichtung vor dem Brenner bewegt. Der Brenner bewegt sich auf den Schweißstab zu. Beim Nach-Rechts-Schweißen ist es umgekehrt. Der Brenner bewegt sich vom Schweißstab weg. Brenner und Schweißstab sind in bestimmten Positionen und Winkeln zueinander und zur Schweißnaht zu führen. Der Brenner wird um 20° aus der Vertikalen entgegen der Schweißrichtung geneigt. Er zeigt in die gewünschte Schweißrichtung und "schiebt" das Schmelzbad. Der Schweißstab wird in einem flachen Winkel von 15° über die noch offene Schweißnaht gehalten. Nach dem Zünden des Lichtbogens erzeugt dieser ein kleines Schmelzbad, das vom nachströmenden Schutzgas eingehüllt wird. Der weitere Schweißvorgang muss sich unterhalb dieser Schutzgasglocke abspielen, um die Bildung von Oxiden am Ende des Schweißstabes zu vermeiden. Diese würden beim fortschreitenden Abschmelzen des Schweißstabes in das Schmelzbad gelangen. Am Ende der Schweißnaht soll der Lichtbogen ausgeschaltet und der Brenner über dem abkühlenden Schmelzbad gehalten werden, bis dieses erstarrt ist. Das ausströmende Schutzgas hält das Schmelzbad frei von Oxiden.

Position des Schweißstabes

Die Position des Schweißstabes im Verhältnis zum Lichtbogen ist entscheidend für das Ergebnis. Wird der Schweißstab beim Tupfen entfernt und gerät aus der Schutzgasglocke, bilden sich am schmelzflüssigen Ende Oxide. Die Oxide gelangen beim Abschmelzen in das Schmelzbad und beeinflussen die Qualität der Naht ungünstig. Wird der Schweißstab zu weit in den Lichtbogen hineingeschoben, wird der Einbrand in die zu fügenden Teile verringert. Pendelnde Bewegungen von Brenner und Schweißstab sollten vermieden werden, wenn es die Nahtgeometrie zulässt. Je geringer die Bewegung, desto stabiler ist die Schutzgasglocke. Bei bestimmten Schweißpositionen und Nahttypen kann eine Pendelbewegung notwendig sein. Zugluft ist eine weitere Störquelle für die Schutzgasglocke und sollte vermieden werden.

Steuern des Schmelzbades

Durch Tupfen des Schweißdrahtes in das Schmelzbad wird Material zugeführt. Beim Tupfen kühlt das Schmelzbad ab. Es ist eine Möglichkeit, um die Temperatur zu steuern und damit die Neigung zum Durchfallen der Naht zu vermindern. Das Schmelzbad muss die zu schweißenden Oberflächen über die ganze Breite erfassen. Das zugeführte Material muss vollständig aufgeschmolzen werden. Die Größe des Schmelzbades sollte während des Schweißvorgangs konstant gehalten werden.

Einstellen der Schweißparameter

Am Schweißgerät sind die Stromstärke und weitere Parameter für das Schweißen einzustellen. Die notwendige Stromstärke wird durch die Wanddicke der zu schweißenden Bleche, das Material, zum Beispiel Stahl oder Aluminium, und die Stromart (Gleichstrom, Wechselstrom) festgelegt. Eine Besonderheit des WIG-Verfahrens ist, dass damit dünne Bleche verschweißt werden können. Beispielsweise können Stahlbleche ab etwa 0,3 mm Blechdicke verschweißt werden. Bei dickeren Blechen kann es wirtschaftlicher sein, die oberen Lagen der Schweißnaht mit anderen Schweißverfahren auszuführen, zum Beispiel mit dem MAG-Verfahren. Weitere Parameter, die in Abhängigkeit von der Blechdicke ausgewählt werden müssen, sind der Durchmesser der Wolframelektrode, die Schweißgeschwindigkeit, die Anzahl der Lagen und die Fugenform. Richtwerte für die Schweißparameter sind in den einschlägigen Handbüchern zu finden.

Expertentipps für das WIG-Schweißen

Das gilt es für ein perfektes Ergebnis beim WIG-Schweißen zu beachten: Die Vorbereitung entscheidet über das Schweißergebnis - wer ein perfektes Ergebnis haben will, muss sich perfekt vorbereiten. Die Verzögerung des Zündvorgangs am Gerät einstellen, damit genug Zeit für Bildung der Schutzgasglocke bleibt. Zugluft vermeiden, um die Schutzgasglocke stabil zu halten. Die Wolframelektrode darf das Werkstück nicht berühren. Form und Schliff der Elektrode beeinflussen den Lichtbogen. Wichtig: Das Schmelzbad muss im Sichtfeld sein. Für eine saubere Naht müssen Zusatzwerkstoff und Fugenoberflächen vollständig aufschmelzen. Nach Ausschalten des Lichtbogens den Brenner weiter über dem Schmelzbad halten, damit die Schutzgasglocke das erstarrende Material vor Oxidation schützt.