Das TIG-Schweißen ist eine gefragte Dienstleistung in der metallverarbeitenden Industrie. Vor der Einführung in das Thema des Artikels ist es wichtig, die Definition der zu diskutierenden Grundbegriffe hervorzuheben.

Das TIG-Schweißverfahren (Tungsten Inert Gas) zeichnet sich durch einen Lichtbogen aus, der zwischen der Elektrode und dem Grundmaterial gebildet und aufrechterhalten wird. Die Elektrode ist schmelzfest und besteht aus Wolfram oder Wolframlegierungen. Das TIG-Schweißverfahren ist speziell auf den Schutz gegen die Einwirkung der Atmosphäre unter Verwendung von inaktiven (inerten) Schutzgasen wie Argon, Helium oder einer Mischung davon ausgerichtet. Diese Gase werden am häufigsten verwendet.

Edelstähle sind gegen alle Arten korrosionsbeständig und ihre Verwendung in der Industrie gehört zu den am häufigsten verwendeten Baumaterialien. Sie sind für den Einsatz unter einer Vielzahl von Bedingungen geeignet. Dank ihrer chemischen Zusammensetzung haben sie die Fähigkeit, die Korrosionsbeständigkeit zu erhöhen. Nach den Eigenschaften werden sie in bestimmte Gruppen eingeteilt und ihre Struktur und mechanischen Eigenschaften werden maßgeblich durch den Anteil an Chrom (Mindestanteil 10,5%) und anderen Zusätzen von Elementen wie Kupfer, Nickel, Molybdän etc. bestimmt.

 

Schutzgasfunktion im WIG-Schweißprozess von Edelstählen

Beim TIG-Schweißen hat die Verwendung von Schutzgas bestimmte Funktionen wie: Schaffung einer angemessenen Atmosphäre (kann leicht ionisiert werden), Gewährleistung des Schutzes der Elektrodenspitze und der Schmelze, da diese bei Kontakt mit Sauerstoff und anderen Gasen aus der Atmosphäre, Erhöhung der Lebensdauer von Lichtbogen, Einfluss auf die Form des Schweißteils, Tiefe und Ästhetik oder Einfluss auf die Höhe der beim Schweißen entstehenden Dämpfe.

Die Industrie verwendet inaktive Gase wie Argon, Helium, Stickstoff, Wasserstoff und Mischungen dieser Gase. Ihre adäquate Auswahl beeinflusst aktiv die Qualität der Schweißnähte, trägt aber auch zur Kostensenkung bei.

Schutzgase haben bestimmte Eigenschaften, dank denen sie in der Industrie verwendet werden. Diese sind: Ionisationspotential, dh das Energiepotential eines Elektrons in einem Gasatom, wenn es in ein Ion umgewandelt wird; Wärmeleitfähigkeit, Dissoziation, dh Brechen von Atomen, aus denen Schutzgasmoleküle bei hohen Temperaturen und Rekombination bestehen, dh. Wärmeabgabe des Atoms bei Kontakt mit der kalten Oberfläche des kalten Arbeitsstoffes, Reinheit des Gases und Dichte des Gases.

 

Eigenschaften von Schutzgasen und Gasgemischen

Beim TIG-Schweißen werden verwendet: Argon, Helium, Wasserstoff, Stickstoff. Im Folgenden finden Sie einen kurzen Überblick über ihre wichtigsten Funktionen.

Argon
Im Bereich des TIG-Schweißens findet Argon die am weitesten verbreitete Anwendung. Es wird aus der Atmosphäre durch den Prozess der Abscheidung aus verflüssigter Luft gewonnen. Es zeichnet sich durch eine geringe Wärmeleitfähigkeit und das Fehlen chemischer Reaktionen mit dem Couponmaterial aus. Durch diese Gaseigenschaften erreicht der Lichtbogen eine größere Kompaktheit und höhere Dichte, was das Schweißen in Zwangslagen sowie das Schweißen dünner Materialien erleichtert. Dank des Ionisationspotentials sorgt es für eine gute Zündung und Stabilität des Lichtbogens. Die Reinheit von 99,95 % ist für fast alle Materialien ausreichend, die im TIG-Verfahren geschweißt werden. In der Praxis wird mehr als Helium verwendet aufgrund: niedrigerer Preise, höherer Verfügbarkeit, höherer Dichte und Ionisationspotential, leichterer Bildung eines Lichtbogens usw.

Helium
Es ist ein Gas mit geringer Masse und Dichte, das durch Trennung von Erdgas gewonnen wird. Es ist teurer als Argan und wird daher in Europa selten verwendet. Im Bereich des Schweißens ist sein Einsatz dort bedingt, wo ein großer Wärmeeintrag erforderlich ist. Es wird in Gasgemischen zum Schweißen von nicht korrosionsanfälligen Stählen sowie für Aluminium und Magnesium verwendet. Es wird oft in Kombination mit Argon verwendet.

Wasserstoff
Farbloses, geschmackloses und geruchloses Gas. Die Wasserstoffmasse ist die geringste, dieses Gas hat jedoch die höchste Wärmeleitfähigkeit. Es wird als Mischung in Arbeitsprozessen verwendet, die hohe Temperaturen erfordern. Es wird normalerweise mit Argan gemischt, und der Wasserstoffanteil in der Mischung sollte 15% nicht überschreiten.

Gasgemische
In der Industrie ist der Einsatz von Gasen in der Einzelvariante und in der Variante von Gasgemischen üblich. Gasgemische werden in unterschiedlichen Anteilen verwendet, um ihre jeweiligen Eigenschaften zu nutzen. Die Verwendung einer Mischung aus Argon und Wasserstoff ist in industriellen Prozessen des automatisierten Schweißens von Edelstahlrohren üblich, bei denen die Verwendung von Wasserstoff keine Schäden oder Risse verursacht. Die Mengen selbst hängen von der Qualität des Arbeitsmaterials wie der Dicke ab.

 

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