Das Verfahren, mit dem sich die zwischenatomaren Bindungen von Metallen verändern lassen, wird nicht nur im professionellen Einsatz immer beliebter. Die Verfügbarkeit von Schweißgeräten – insbesondere leichten Invertern – hat qualitativ hochwertiges Schweißen auch Heimwerkern zugänglich gemacht. Begriffe wie MIG, MAG oder TIG sind daher inzwischen auch in Heimwerkstätten und Garagen zu hören. Kennen Sie die Unterschiede zwischen MIG- und MAG-Schweißen? Wissen Sie, wann welche Methode eingesetzt wird und worauf man beim Schweißen achten sollte? Lesen Sie weiter.
MIG/MAG-Schweißen – die am weitesten verbreitete Methode zum Verbinden von Metallen
Im Laufe der Entwicklung von Schweißtechnologien wurden mehrere Möglichkeiten entdeckt, um feste, unlösbare Verbindungen von Metallkonstruktionen herzustellen. Die heute am weitesten verbreitete Methode zum Verbinden insbesondere von Eisenmetallen ist das MIG- und MAG-Schweißen.
In beiden Fällen handelt es sich um Schweißen unter Schutzgas, das durch Gas aus Druckflaschen erzeugt wird, welches über flexible Schläuche zur Schweißstelle geleitet wird. Als Zusatzwerkstoff dient Schweißdraht, der mithilfe eines Drahtvorschubs schrittweise von einer Spule abgewickelt wird. Alles wird gleichzeitig über einen speziellen Brenner zur Schweißstelle geführt.
Die Schutzgase haben bei beiden genannten Verfahren die Aufgabe, vor atmosphärischer Oxidation zu schützen. Das Schmelzbad kommt dadurch überhaupt nicht mit Luftsauerstoff in Kontakt:
- durch den Strom eines inerten Gases (meist Argon oder ein Gemisch aus Argon und Helium) beim MIG-Schweißen (engl. Metal Inert Gas) oder
- dadurch, dass ein aktives Gas (meist CO₂ oder dessen Mischung mit einem inerten Gas) die Sauerstoffmoleküle bindet. Dies gilt für das MAG-Schweißen (engl. Metal Active Gas).
Wann sollte MIG und wann MAG verwendet werden?
Die Entscheidung für ein bestimmtes Verfahren hängt vor allem vom zu schweißenden Material ab. Das MIG-Schweißen mit inertem Gas wird hauptsächlich bei Nichteisenmetallen wie Aluminium, Magnesium oder Titan eingesetzt. Das aktive Gas beim MAG-Verfahren eignet sich dagegen zum Schweißen von niedrig-, mittel- und hochlegierten Stählen.
MIG/MAG-Schweißverfahren sind universell einsetzbar. Sie werden sowohl in der metallverarbeitenden Industrie, bei der Herstellung von Stahlkonstruktionen als auch im Schiffbau oder in der Automobilindustrie verwendet. Damit lassen sich Bauteile aus verschiedenen (nicht nur metallurgischen) Materialien sowie unterschiedlichsten Dicken und Formen schweißen.
Prinzip des MIG/MAG-Schweißens
Beim MIG/MAG-Schweißen wird Gleichstrom verwendet. Der Lichtbogen brennt zwischen dem Werkstück und der schmelzenden Drahtelektrode – diese dient gleichzeitig als Zusatzwerkstoff und ist praktisch endlos. Mithilfe einer Vorschubeinheit wird sie von einer Spule oder Trommel zur Kontaktspitze geführt.
Als Zusatzwerkstoffe können sowohl Massivdrähte als auch Fülldrähte verwendet werden (beim MIG/MAG-Schweißen kommen meist Massivdrähte zum Einsatz). Das Schutzgas strömt aus der Gasdüse, die die Elektrode umgibt, und schützt den Lichtbogen sowie das Schmelzbad vor dem Kontakt mit Luftsauerstoff.
Arten von Lichtbögen
Es gibt mehrere Arten von Lichtbögen: Kurzlichtbogen, Übergangslichtbogen, Sprühlichtbogen, Impulslichtbogen oder rotierender Lichtbogen. Die Übergänge zwischen ihnen sind fließend. Der Lichtbogen selbst entsteht in einem geschlossenen Stromkreis zwischen Elektrode und Werkstück. Die Drahtelektrode hat dabei (fast immer) positive Polarität. Während der Lichtbogenphase geht das Material der schmelzenden Elektrode auf das Werkstück über – dieser Übergang hängt von der Spannung und der Geschwindigkeit des Drahtvorschubs ab.
Kurzlichtbogen
Niedrige Spannung und geringe Drahtgeschwindigkeit. Schweißen ist in nahezu allen Positionen möglich. Besonders geeignet zum Schweißen dünner Bleche und von Wurzellagen.
Übergangslichtbogen
Wechsel zwischen Kurzschlüssen und sprühenden Übergängen in unregelmäßigen Abständen – dabei entsteht verstärkt Spritzerbildung. Dieser Lichtbogentyp sollte möglichst vermieden werden.
Sprühlichtbogen
Der Lichtbogen brennt dauerhaft ohne Kurzschlussunterbrechung. Der Zusatzwerkstoff geht mit hoher Geschwindigkeit in kleinen Tropfen in das Schmelzbad über. Hohe Abschmelzleistung und tiefer Einbrand. Geeignet zum Schweißen dickerer Bleche.
Impulslichtbogen
Der Materialübergang wird durch Impulse gesteuert, sodass unerwünschte Kurzschlüsse vermieden werden. Universell einsetzbarer Lichtbogen mit sehr geringer Spritzerbildung. Geeignet zum hochwertigen Schweißen unterschiedlichster Materialien und Materialstärken.
Rotierender Lichtbogen
Ein besonders leistungsstarker Lichtbogen zum Schweißen sehr dicker Werkstücke. Diese Methode ist nur mechanisiert möglich und daher in ihren Einsatzmöglichkeiten eingeschränkt.
Nutzen Sie die Vorteile von MIG/MAG und vermeiden Sie grundlegende Fehler beim Schweißen
Die beiden am häufigsten verwendeten Verfahren MIG und MAG zeichnen sich vor allem durch die hohe Geschwindigkeit des Schweißprozesses, niedrige Betriebskosten und einfache Handhabung aus. Genau dadurch sind sie für ein breites Spektrum an Anwendern und Werkstätten zugänglich – selbst für kleinere Betriebe. Wichtig ist lediglich eine Arbeitsumgebung ohne Zugluft, da diese die Stabilität des Lichtbogens negativ beeinflussen kann. Außerdem müssen sowohl die zu schweißenden Bauteile als auch der Zusatzwerkstoff sauber sowie frei von Fett und Rost gehalten werden.
Um das bestmögliche Ergebnis zu erzielen, ist eine konsequente Einhaltung der technologischen Vorgaben erforderlich – das gilt grundsätzlich für jeden industriellen Prozess. Beim Schweißen mit jeder Methode spielt vor allem Feuchtigkeit eine wichtige Rolle. Unzureichend getrocknete Elektroden sind die häufigste Ursache für Blasen und Poren, die die Homogenität des Metalls im Bereich der Schweißnaht verringern. Risse entstehen hingegen durch eine ungeeignete chemische Zusammensetzung des Grund- oder Zusatzwerkstoffs oder durch unzureichendes Aufschmelzen der Materialien.
Vorteile von MIG/MAG
- Hohe Abschmelzleistung und einfaches Zünden des Lichtbogens
- Geeignet für mechanisiertes und automatisiertes Schweißen
- Hohe Schweißgeschwindigkeit ohne Schlackenbildung
- Gut einsetzbar in anspruchsvollen Schweißpositionen
- Niedrige Kosten für Zusatzwerkstoffe
Nachteile von MIG/MAG
- Eingeschränkte Einsatzmöglichkeiten im Freien oder bei Zugluft
- Empfindlichkeit gegenüber Feuchtigkeit und Rost
- Anfälligkeit für mangelnden Einbrand und Porosität
- Hohes Risiko der Spritzerbildung
Weitere Schweißverfahren
Für das Verbinden von Konstruktionen mit besonderem Augenmerk auf die Qualität der Schweißnaht sowie zum Schweißen von Nichteisenmetallen eignet sich das TIG-Schweißen (engl. Tungsten Inert Gas). Bereits der Name deutet darauf hin, dass auch dieses Verfahren auf dem Schutz durch eine Atmosphäre aus inertem (reaktionsträgem) Gas basiert – diesmal jedoch unter Verwendung einer nicht abschmelzenden Wolframelektrode. Der Zusatzwerkstoff für die Schweißnaht wird vom Schweißer in Form eines Drahtes manuell zugeführt. In Ausnahmefällen kann auch ohne Zusatzwerkstoff geschweißt werden, indem lediglich zwei materialgleiche Teile aufgeschmolzen werden.
Die älteste Methode des manuellen Lichtbogenschweißens wird mit MMA (engl. Manual Metal Arc) bezeichnet. Dabei werden sowohl der Grundwerkstoff als auch der Zusatzwerkstoff in Form einer manuell geführten Schweißelektrode aufgeschmolzen. Durch die Wärme des Lichtbogens entsteht ein Schmelzbad, das nach dem Abkühlen die gewünschte Festigkeit erreicht. Gleichzeitig bildet sich Schlacke, die während des Abkühlens eine Schutzfunktion für die Schweißnaht übernimmt. Vor dem Auftragen weiterer Schichten muss diese jedoch sorgfältig entfernt werden.
Wussten Sie, dass…
Gerade die Erzeugung hoher Temperaturen ist die Voraussetzung dafür, die zuvor starken Bindungen zwischen den einzelnen Metallatomen aufzubrechen und beim anschließenden Abkühlen neue Bindungen entstehen zu lassen. Zu diesem Zweck wurde früher die Schmiedeesse verwendet, die allein jedoch nicht ausreichte, wenn nicht zusätzlich Druck durch Schläge mit dem Schmiedehammer ausgeübt wurde. Erst mit der Entdeckung des elektrischen Stroms konnten so hohe Temperaturen erreicht werden, dass der Prozess vollständig ohne Druck auskam – das Schweißen.
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