Schweißverfahren Was ist WIG-Schweißen? Definition, Vorteile und Nachteile

Von Redaktion

Wie funktioniert WIG Schweißen? Welches Gas wird verwendet? Und was sind die Vorteile und Nachteile beim WIG-Verfahren?

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Das WIG-Schweißen ist ein Schweißverfahren, das sich unter anderem durch eine hohe Qualität der Nähte auszeichnet. Es kann zudem für viele Metalle angewendet werden. Hier ein Überblick über diesen flexibel anwendbaren Schweißprozess.
Das WIG-Schweißen ist ein Schweißverfahren, das sich unter anderem durch eine hohe Qualität der Nähte auszeichnet. Es kann zudem für viele Metalle angewendet werden. Hier ein Überblick über diesen flexibel anwendbaren Schweißprozess.
(Bild: industrieblick - stock.adobe.com)

Was ist WIG Schweißen?

WIG ist die Abkürzung für Wolfram-Inertgas. Denn die Schweißelektrode ist aus dem Hartmetall Wolfram. Inertgas bezeichnet ein nicht brennbares Edelgas, hier Argon oder Helium. Es verhindert, dass die Schweißnaht oxidiert. Denn das würde die Festigkeit beeinträchtigen. Die Schweißstelle wird dabei kontinuierlich mit dem Edelgas überströmt.

Weil es günstiger kommt, wird dafür meist Argon verwendet. Helium wird aus Kostengründen meist im Mix mit Argon verwendet. Das WIG-Schweißverfahren ein vielseitiges Fügeverfahren. Außerdem kann das WIG Schweißen gut automatisiert und sowohl an flachen Blechen als auch Rohren und Profilen vorgenommen werden.

Beim WIG Schweißen liegt ein Pol der Stromquelle an einer Wolframelektrode, der andere Pol ist das Werkstück. Wolframelektroden werden auch Wolframnadeln oder WIG-Nadeln genannt. Die Wolframelektrode schmilzt beim Schweißen nicht ab. Sie ist ein reiner Lichtbogenträger und Stromleiter.

Das WIG Schweißen ist ein Fügeverfahren, das für sehr stabile Schweißverbindungen sorgt. Es lässt sich für viele metallische Werkstoffe wie legierte Stähle oder Aluminium einsetzen. Sogar für spezielle Stahllegierungen mit Nickel oder Chromanteilen ist es anwendbar.

WIG Schweißen ist allerdings in der Praxis eher für dünnwandige Bleche oder Komponenten vorgesehen. Bei Stahlwerkstoffen werden 0,3 Millimeter als minimal schweißbare Dicke angegeben. Bei Aluminium werden 0,5 Millimeter für die Schweißbarkeit angegeben. Nach oben gibt es zwar theoretisch keine Grenzen, doch ist das dann eine Frage der Wirtschaftlichkeit beziehungsweise des Energieeinsatzes. Denn eine Faustformel sagt: Pro Millimeter Wandstärke muss man mit 40 Ampere mehr Schweißstrom rechnen. In der Praxis liegen die typischen Wanddicken bei Stahl im Bereich von 1 bis 20 Millimeter. Für Edelstahl und Aluminium ist es ähnlich.

Wie funktioniert das WIG Schweißen?

Das Schweißverfahren zählt zu den Lichtbogen-Schmelz-Schweißverfahren. Dabei wird zwischen Schweißelektrode und Werkstoff eine so hohe Spannung angelegt, dass ein Lichtbogen überspringt. Die Energie des Lichtbogens schmilzt die Kanten der zu fügenden Bauteile. Die so entstehenden Schmelzefronten an den Werkstoffkanten fließen dabei ineinander und bilden das so genannte „Schweißbad", das die Fuge füllt. Nach dem Erkalten ist das Bauteil fest gefügt. Eine gute Schweißnaht erkennt man dann daran, dass bei der Materialprüfung nicht die Schweißnaht bricht, sondern der angrenzende Werkstoffbereich.

WIG Schweißen zeichnet sich dadurch aus, dass es mit und ohne Zusatzwerkstoff angewendet werden kann.

  • Beim Fügen gut schweißbarer Metalle mit geringen Wandstärken kann auf einen Schweißzusatz verzichtet werden.
  • Bei den dickwandigeren Komponenten (etwa ab 3 Millimeter) wird beim WIG Schweißen ein Schweißstab als Wurzellage mit eingefügt, damit die zwangsläufig tiefere Fuge gefüllt werden kann.

WIG Schweißen wird hauptsächlich beim manuellen Schweißen eingesetzt. Der Schweißer hält die Schweißpistole in der einen und den Schweißstab in der anderen Hand. Das macht dieses Fügeverfahren sehr anspruchsvoll. Es benötigt eine hohe Qualifikation und sehr viel Übung, um gleichbleibend gute Ergebnisse zu erzielen.

Es ist jedoch auch möglich, WIG-Schweißstationen zur automatisieren. Dies gewährleistet eine zuverlässige und gleichbleibend hohe Qualität der Schweißverbindungen.

Bei diesem Schweißverfahren entsteht Schweißrauch, der schädlich für die Gesundheit ist. Die Emissionen sind geringer als beim MIG/MAG-Schweißen. Der Schweißer muss aber dennoch durch geeignete Maßnahmen vor dem Schweißrauch geschützt werden. Dies kann beispielsweise durch eine Absaugung oder Atemschutz geschehen.

Was kann man mit dem WIG-Schweißprozess fügen?

WIG Schweißen ist das vielseitigste Schweißverfahren. Es lässt sich auf praktisch alle schweißbaren Metalle anwenden. Jedoch ist es sehr teuer, weswegen es nur bei ausgewählten Anwendungen zum Einsatz bekommt. Typische Bereiche für dieses Schweißverfahren sind folgende:

  • Pipelinebau
  • Schiffsbau
  • Stahl- und Gerüstbau
  • Defensivtechnik
  • Brückenbau
  • Schwerindustrie
  • Druckbehälterbau
  • Reparaturschweißen an dickwandigen Materialien

Vereinfacht gesagt: Dieses Schweißverfahren mit Zusatzelektrode ist das bevorzugte Verfahren, wenn es um das Fügen von Einzelstücken mit großen Wandstärken geht. Es eignet sich auch für serielle Anwendungen. Unter Umständen sind in diesem Fall andere Schweißverfahren günstiger, wie beispielsweise UP-Schweißen.

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Kann man Aluminium, Edelstahl und Stahl WIG Schweißen?

Die universelle Verwendbarkeit macht dieses Schweißverfahren zu einem besonders beliebten Verfahren. Es kann nicht nur praktisch alle grundsätzlich schmelzschweißbaren Metalle fügen. Es ermöglicht sogar das Verschweißen unterschiedlicher Metalle aneinander.

So ist zumindest theoretisch mit dem WIG Schweißen das Fügen einer Kupferplatte an eine Platte aus Aluminium möglich. In der Praxis müssen dabei aber viele Dinge beachtet werden, um eine wirklich zuverlässige Verbindung herstellen zu können. Die häufigsten Metalle, welche bei diesem Schweißverfahren verfügt werden, sind folgende:

  • Stahl
  • Aluminium
  • Kupfer
  • Bronze
  • Legierungen aus Nickel und Chrom
  • Legierungen aus Nickel und Kupfer
  • Titan (rein oder als Legierung).

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Was muss ich beim WIG Schweißen beachten?

Dieses Schweißverfahren ist ein sehr anspruchsvoll. Es bedarf einer gründlichen Schulung und Vorbereitung. Außerdem ist viel Übung erforderlich, um gute Ergebnisse erzielen zu können.

WIG Schweißen kann zwar auch ohne Zusatzwerkstoff angewendet werden. In den meisten Fällen bedeutet Schweißen mit WIG aber, dass der Arbeitende beide Hände zum Arbeiten braucht.

Dazu müssen die zu fügenden Werkstücke fest eingespannt sein. Die gesamte Apparatur rund um Zufuhr von Gas und Strom sowie Absaugung des Schweißrauches muss um den Arbeiter herum installiert sein. Das erfordert hohe Investitionen in den Arbeitsplatz des WIG-Schweißers.

Für das Schweißen mit WIG sind zudem umfassende Schutzmaßnahmen erforderlich. Neben der Absaugung und einem geeigneten, sicheren Arbeitsplatz betrifft dies vor allem die persönliche Schutzsausrüstung. Diese besteht aus folgenden Komponenten:

  • Vollständige Schweißschutzkleidung
  • Stulpen und Schweißerstiefel
  • Schweißer-Schutzhandschuhe
  • Schweißer-Vollschutzhelm (Schweißerbrille reicht nicht aus)
  • Gegebenenfalls Sauerstoffversorgung

Das Fehlen von Schutzkleidung führt unweigerlich und schnell zu schweren Gesundheitsschäden oder Verletzungen!

Welche Parameter müssen für das WIG Schweißen beachtet werden?

Um die Schweißanlage auf den Anwendungsfall anzupassen, können an den WIG-Schweißgeräten folgende Parameter variiert werden:

  • Stromstärke beim WIG Schweißen: Faustregel: 40 Ampere pro Millimeter Wandstärke
  • Stromimpuls
  • Stromanstieg
  • Gaszufuhr
  • Endkraterstrom (eingestellte Stromstärke geteilt durch 3)
  • Gasvorströmzeit und -nachströmzeit
  • Auswahl der Elektroden (Wandstärke geteilt durch 2 plus 2 Millimeter = Durchmesser der Stabelektrode)

Welche Vorteile hat das WIG Schweißen in der Praxis?

Schweißen mit WIG bietet folgende Vorteile:

  • Hohe Schweißqualität
  • Automatisierbar
  • Auf viele Werkstoffe anwendbar
  • Auch unterschiedliche Werkstoffe schweißbar
  • Beliebige Schweißposition sind möglich
  • Im Vergleich zu MIG/MAG-Schweißen entsteht weniger gesundheitsschädlicher Rauch.

Die nötigen Edelgase sind jedoch teuer. Deshalb wird beim automatisierten Fügen von dickwandigeren Materialien bevorzugt das UP-Schweißen eingesetzt. Dieses verwendet statt eines Inertgases ein rieselfähiges, aus Mineralien zusammengesetztes Pulver, das beim Erhitzen Schutzgas erzeugt. Es lässt sich jedoch nur einsetzen, wenn die Schweißstelle unterhalb der Schweißelektrode liegt. Bei allen anderen Schweißpositionen ist das WIG Schweißen zu verwenden.

Welche Nachteile hat das WIG Schweißen?

Das WIG-Schweißverfahren hat folgende Nachteile:

  • Hohe Investitionen zu Beginn
  • Höherer Energieverbrauch als MIG/MAG-Schweißen
  • Absolut saubere Schweißnähte vor dem Schweißen
  • Wird bei Wandstärken größer 20 Millimeter schnell teuer

Fazit: Vielseitiges Schweißen für Spezialisten

Das WIG Schweißen ist zwar ein anspruchsvolles, aber dafür vielseitiges Schweißverfahren, welches Verbindungen mit höchster Festigkeit erreichen kann. Dafür müssen aber auch zunächst höhere Investitionen aufgewendet und Zeit in die nötige Ausbildung gesteckt werden. Die Ergebnisse sind dann aber von einer gleichbleibend hohen und zuverlässigen Qualität.