Metallschutzgasschweißen (MSG-Schweißen) nutzt die Wärme eines Gleichstrom-Lichtbogens zwischen der abschmelzenden Metalldrahtelektrode und den aufschmelzenden Werkstücken, wodurch ein Schweißbad entsteht, das zu einer Verbindung erstarrt.
Es gibt die Varianten MIG-Schweißen (Metall-Inertgasschweißen) mit inerten Gasen, d.h. solchen, die keine Reaktion mit der Schmelze eingehen, und MAG-Schweißen (Metall-Aktivgasschweißen) mit reaktionsfreudigen Gasen.
Das MIG-/MAG-Schweißen ist in den USA als Gas Metal Arc Welding (GMAW) bekannt. Es gehört zum Lichtbogenschweißen, einer Untergruppe des Schmelzschweißens.
Dieser Artikel gibt Antworten auf häufig gestellte Fragen (FAQs) zum MIG-/MAG-Schweißen:
MIG/MAG-Schweißen ähnelt dem E-Hand-Schweißen mit einer Stabelektrode insofern, als die Wärme zum Schweißen durch die Bildung eines Lichtbogens zwischen einer abschmelzenden Metallelektrode und dem Werkstück erzeugt wird. Die Elektrode schmilzt, um den Schweißwulst zu bilden. Der Hauptunterschied besteht darin, dass die abschmelzende Metallelektrode beim MIG-/MAG-Schweißen ein Draht mit kleinem Durchmesser ist, der von einer Drahtvorschubspule durch die Kontaktspitze geführt wird, während durch den Schweißbrenner ein Schutzgas zugeführt wird. Da der Draht kontinuierlich zugeführt wird, wird der manuelle Prozess manchmal als halbautomatisches Schweißen bezeichnet. Sowohl beim MIG- als auch beim MAG-Schweißen müssen das Schutzgas und der Zusatzdraht, die durch ein Schlauchpaket zum Brenner geführt werden, für die zu verschweißenden Werkstoffe geeignet gewählt werden. Zum Beispiel sollte zum MIG-Schweißen von Aluminium ein Aluminiumdraht verwendet werden, während für das MAG-Schweißen von Baustahl ein geeigneter Stahl-Zusatzdraht erforderlich ist.
Was ist der Unterschied zwischen MIG und MAG?
Der einzige Unterschied zwischen MIG und MAG ist die Art des verwendeten Schutzgases:
MIG-Schweißen (Metall-Inertgas-Schweißen) ist ein Lichtbogenschweißverfahren, bei dem sich ein Lichtbogen zwischen einer abschmelzenden Drahtelektrode und dem Werkstück bildet. Dieses Verfahren verwendet Edelgase oder Gasgemische als Schutzgas. Argon und Helium werden typischerweise für das MIG-Schweißen von Nichteisenmetallen wie Aluminium verwendet.
MAG-Schweißen (Metall-Aktivgas-Schweißen) ist ein Lichtbogenschweißverfahren, bei dem sich ein Lichtbogen zwischen einer abschmelzenden Drahtelektrode und dem Werkstück bildet. Beim MAG-Schweißen werden aktive Schutzgase verwendet. Es wird in erster Linie zum Schweißen von Stählen eingesetzt. Diese Schutzgase sind Gemische aus Kohlendioxid, Argon und Sauerstoff. Beispiele für die aktiven Gase sind:
- CO2
- Ar + 2 bis 5% O2
- Ar + 5 bis 25% CO2
- Ar + 10% CO2 + 5% O2
Die Zusammensetzung des Schutzgases ist wichtig, da sie einen wesentlichen Einfluss auf die Stabilität des Lichtbogens, den Metallübergang und den Grad der Spritzerbildung hat. Das Schutzgas beeinflusst auch das Verhalten des Schweißbades, insbesondere in Bezug auf die Eindringtiefe und die mechanischen Eigenschaften der Schweißverbindung.
Welche Lichtbogenarten gibt es?
Im deutschsprachigen Raum werden folgende Begriffe zur Beschreibung der Lichtbogenarten verwendet:
- Kurzlichtbogen
- Übergangslichtbogen
- Sprühlichtbogen
- Impulslichtbogen
- Hochleistungslichtbogen (rotierender Lichtbogen)
Die Art und Länge des Lichtbogens hängt vor allem von der Schweißspannung, der Schweißstromstärke, dem verwendeten Schutzgas, dem Drahtdurchmesser sowie der Drahtfördergeschwindigkeit ab, wobei alle Parameter in gegenseitiger Abhängigkeit stehen.
Welche Metallübergangs-Arten gibt es beim MIG-/MAG-Schweißen?
Die Art und Weise bzw. der Modus, in dem das Metall vom Schweißzusatzdraht in das Schweißbad übergeht, bestimmt weitgehend die Betriebseigenschaften des Prozesses. Es gibt hauptsächlich drei Arten des Metallübergangs:
- Kurzschluss- oder Tauchübergang
- Sprühübergang
- Impulsübergang
Beim Kurzschluss- oder Tauchübergang wird das sich an der Drahtspitze bildende geschmolzene Metall durch das Eintauchen des Drahtes in das Schweißbad übertragen. Dies wird durch die Einstellung einer niedrigen Spannung erreicht. Sorgfalt bei der Einstellung der Spannung und der Induktivität im Verhältnis zur Drahtvorschubgeschwindigkeit ist wesentlich, um Spritzer zu minimieren. Die Induktivität wird zur Steuerung des Stromstoßes verwendet, der beim Eintauchen des Drahtes in das Schweißbad auftritt.
Für den Sprühübergang ist eine viel höhere Spannung erforderlich, um sicherzustellen, dass der Draht das Schweißbad nicht berührt, d.h. keinen Kurzschluss erleidet. Das geschmolzene Metall an der Drahtspitze überträgt sich in Form eines Sprühnebels aus kleinen Tröpfchen (kleiner als der Drahtdurchmesser) auf das Schweißbad. Es gibt jedoch eine Mindeststromstärke oder -schwelle, unterhalb derer die Tröpfchen nicht gewaltsam über den Lichtbogen geschleudert werden. Wenn eine Technik mit offenem Lichtbogen weit unterhalb des Schwellenstrompegels versucht wird, reichen die geringen Lichtbogenkräfte nicht aus, um die Bildung großer Tröpfchen an der Drahtspitze zu verhindern. Diese Tröpfchen gehen unter normaler Schwerkraft unregelmäßig in den Lichtbogen über.
Der Impulsübergang wurde als Mittel zur Stabilisierung des offenen Lichtbogens bei niedrigen Stromstärken, d.h. unterhalb des Schwellenwertes, entwickelt, um Kurzschlüsse und Spritzer zu vermeiden. Die Metallübertragung im Spraybetrieb wird durch Anlegen von Stromimpulsen erreicht, wobei jeder Impuls genügend Kraft hat, um einen Tropfen abzulösen.
Kurzschluss- und Impulsübergang werden für den Schwachstrombetrieb verwendet, während der Sprühübergang nur bei hohen Schweißströmen eingesetzt wird.
Konventionelles MIG-/MAG-Schweißen wird mit einer Konstantspannungs-Stromquelle durchgeführt, die einen inhärent stabilen, „selbstjustierenden“ Lichtbogen liefert. Für gepulstes Schweißen wird entweder eine Konstantspannungs- oder eine Konstantstromquelle mit Spannungsrückkopplung verwendet.
Was sind die Vor- und Nachteile des MIG-Schweißens?
MIG-Schweißen ermöglicht die schnelle Herstellung qualitativ hochwertiger Schweißnähte, und da kein Flussmittel verwendet wird, besteht keine Gefahr, dass Schlacke im Schweißgut eingeschlossen wird. Das Schutzgas schützt den Lichtbogen, was bedeutet, dass es nur geringe Verluste an Legierungselementen und nur geringe Schweißspritzer gibt. MIG-Schweißen kann auf verschiedene Weise betrieben werden, einschließlich halb- und vollautomatisch. Es ist ein vielseitiges Verfahren, das zum Verbinden einer Vielzahl von Metallen und Legierungen eingesetzt werden kann.
Der Nachteil des MIG-Schweißens besteht darin, dass aufgrund der hohen Hitze und des flüssigen Charakters des Schweißbades besondere Handfähigkeiten erforderlich sind, um es in vertikaler oder Überkopf-Position durchzuführen. Außerdem kann die von einem MIG-Schweißer verwendete Ausrüstung komplex sein.
Was sind die Vor- und Nachteile des MAG-Schweißens?
Da der Schweißbereich durch das Schutzgas geschützt ist, entsteht beim MAG-Schweißen keine Oxidation. Es handelt sich um einen schnellen Schweißprozess, was bedeutet, dass es eine geringere Wärmeeinwirkung auf das umgebende Material gibt. Das MAG-Schweißen kann in allen Positionen durchgeführt werden, was es zu einem der am weitesten verbreiteten Schweißverfahren macht.
Zu den Nachteilen des MAG-Schweißens gehören die Erfahrung und Handfertigkeit, die für die korrekte Durchführung dieses Verfahrens erforderlich sind. MAG-Schweißen kann nicht im Freien durchgeführt werden, da das Schweißgas vor Wind geschützt werden muss. Das Werkstück muss vor Beginn des Schweißens vollständig entrostet werden.
Das Fülldrahtschweißen eignet sich besser für Anwendungen im Freien oder für Unterwasserschweißnähte, die auch besser mit dem Metall-Schutzgas-Lichtbogenschweißen oder dem Wolfram-Gas-Lichtbogenschweißen durchgeführt werden können. Wie bei allen Lichtbogenverfahren muss eine geeignete persönliche Schutzausrüstung getragen werden und insbesondere ein geeigneter Augenschutz verwendet werden.
Kompetenz im MIG- und MAG-Schweißen
TWI verfügt über eine beträchtliche Erfahrung in der Entwicklung und Qualifizierung von MIG-/MAG-Schweißverfahren für eine Vielzahl von Anwendungen in der gesamten Industrie.
Für weitere Informationen zum MIG- und MAG-Schweißen oder anderen Themen, senden Sie bitte eine englischsprachige E-Mail an:
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