WIG-Schweißen - Handwerk
WIG-Schweißen - Handwerk
WIG-Schweißen - Handwerk
Einleitung
Beim Wolfram-Inertgas-Schweißen, kurz WIG-Schweißen, erzeugst Du eine hochwertige Schweißverbindung mit einem elektrischen Lichtbogen. Der Lichtbogen brennt zwischen einer nicht abschmelzenden Wolframelektrode und dem Werkstück. Ein inertes Schutzgas, meist Argon, schützt Elektrode und Schmelzbad vor der Umgebungsluft. Zusatzwerkstoff führst Du bei Bedarf getrennt als Stab oder Draht zu.
WIG-Schweißen wird im Metallbau, Rohrleitungsbau, Behälterbau, Fahrzeugbau und bei Reparaturen eingesetzt. Es eignet sich besonders für dünne Bleche, Rohre, Edelstahl und Aluminium. Das Verfahren liefert saubere, gut kontrollierbare Nähte, verlangt aber Übung, eine sichere Arbeitsweise und eine ruhige Hand.
Wichtig: Praktische Schweißübungen finden nur nach Unterweisung, mit geeigneter persönlicher Schutzausrüstung, wirksamer Lüftung oder Absaugung und unter Aufsicht einer fachkundigen Person statt. Betriebsanweisung, Gefährdungsbeurteilung, Schweißanweisung und Herstellerangaben haben Vorrang.
Lernziele
Nach diesem aiMOOC kannst Du:
- Verfahrensprinzip: Lichtbogen, Wolframelektrode, Schutzgas und Zusatzwerkstoff erklären.
- Ausrüstung: Anlage, Brenner, Gasversorgung und Masseleitung sicher zuordnen.
- Arbeitsschutz: zentrale Gefährdungen erkennen und Schutzmaßnahmen begründen.
- Handführung: eine einfache Übungsnaht vorbereiten, ausführen und beurteilen.
- Fehleranalyse: typische Nahtfehler erkennen und passende Korrekturen ableiten.
Verfahrensprinzip
Der Lichtbogen schmilzt den Grundwerkstoff örtlich auf. Die Wolframelektrode bleibt im Normalbetrieb fest. Das Schutzgas umhüllt den heißen Bereich. Du kannst eine Naht ohne Zusatzwerkstoff oder mit separat zugeführtem Zusatz schweißen.
In der Prozessbezeichnung nach EN ISO 4063 steht 141 für WIG-Schweißen mit Massivstab oder Massivdraht und 142 für WIG-Schweißen ohne Zusatzwerkstoff.
Merksatz: Der Brenner führt Strom und Gas. Deine zweite Hand führt bei Bedarf den Zusatzwerkstoff.
Vorteile und Grenzen
| Vorteile | Grenzen |
|---|---|
| Saubere, kontrollierbare Naht | Geringere Schweißgeschwindigkeit |
| Kaum Spritzer | Hoher Übungsbedarf |
| Gut für dünne Bauteile und Wurzellagen | Saubere Vorbereitung besonders wichtig |
| Zusatzwerkstoff unabhängig dosierbar | Wind und Zugluft stören den Gasschutz |
Anlage und Ausrüstung
Eine WIG-Anlage besteht aus Stromquelle, Schweißbrenner, Schlauchpaket, Masseleitung, Gasflasche, Druckminderer, Durchflussanzeige und gegebenenfalls Kühlgerät. Dazu kommen Wolframelektrode, Gasdüse, Spannhülse, Brennerkappe und geeigneter Zusatzwerkstoff.
Der WIG-Brenner
Die Gasdüse lenkt das Schutzgas auf Elektrode und Schmelzbad. Die Spannhülse hält die Wolframelektrode. Eine saubere, passende Brennerbestückung stabilisiert den Lichtbogen und verbessert den Gasschutz.
Vor dem Start prüfen: Brennerteile unbeschädigt, Elektrode sauber, Massekontakt sicher, Schläuche dicht, Gasflasche befestigt und Absaugung wirksam.
Stromquelle und Zündung
Moderne Stromquellen bieten häufig Hochfrequenzzündung oder Lift-Arc. Die Hochfrequenzzündung startet den Lichtbogen kontaktlos. Bei Lift-Arc wird die Elektrode kontrolliert aufgesetzt und beim Anheben gezündet. Unkontrolliertes Anreißen kann Elektrode und Schmelzbad verunreinigen.
Arbeitsschutz
Beim WIG-Schweißen entstehen intensive optische Strahlung, Hitze, elektrische Gefährdungen sowie je nach Werkstoff und Oberfläche Schweißrauche und Gase. Schutzgas kann in engen oder schlecht belüfteten Bereichen Sauerstoff verdrängen. Beschichtungen, Öle und Reinigungsmittel können zusätzliche Gefahrstoffe freisetzen.
- Schweißhelm: Passende Schutzstufe, einwandfreie Sichtscheibe und vollständiger Gesichtsschutz.
- Schutzkleidung: Flammhemmende, geschlossene Kleidung, Schweißerhandschuhe und Sicherheitsschuhe.
- Absaugung: Erfassung möglichst nahe an der Entstehungsstelle, ohne den Schutzgasstrom zu stören.
- Brandschutz: Brennbares entfernen, Umgebung kontrollieren und erforderliche Brandwache organisieren.
- Gasflasche: Aufrecht sichern, Ventil schützen, passenden Druckminderer verwenden und Dichtheit prüfen.
- Elektrische Sicherheit: Trockene Ausrüstung, unbeschädigte Leitungen und sicherer Masseanschluss.
Nie schweißen, wenn Freigabe, Unterweisung, Absaugung, PSA oder sichere Arbeitsbedingungen fehlen.
Arbeitsplatz vorbereiten
- Gefährdungsbeurteilung und Arbeitsauftrag lesen.
- Werkstoff, Beschichtung und Zusatzwerkstoff eindeutig bestimmen.
- Brennbare Stoffe entfernen und Schweißbereich abschirmen.
- Bauteile sicher spannen und Masseklemme auf blankem Metall befestigen.
- Absaugung einschalten und Gasversorgung kontrollieren.
- Probestück aus gleichem oder vergleichbarem Werkstoff vorbereiten.
Werkstoff und Stromart
| Typische Werkstoffgruppe | Üblicher Grundmodus | Ausbildungs-Hinweis |
|---|---|---|
| Unlegierter und legierter Stahl | Gleichstrom, Elektrode negativ | Parameter nach Schweißanweisung |
| Nichtrostender Stahl | Gleichstrom, Elektrode negativ | Sauberkeit und Verfärbung beachten |
| Aluminium und Magnesium | Wechselstrom | Oxidschicht und Wärmeleitung berücksichtigen |
| Kupfer und Nickelwerkstoffe | Meist Gleichstrom | Werkstoffbezogene Anweisung beachten |
Die tatsächliche Einstellung hängt von Werkstoff, Dicke, Nahtform, Position, Elektrode, Gasdüse und Anlage ab. Verwende keine pauschalen Einstellwerte, sondern Schweißanweisung, Tabellen des Herstellers und Freigabe der Ausbilderin oder des Ausbilders.
Wolframelektrode
Die Elektrode muss zu Stromart und Belastung passen. Für Gleichstrom wird sie in der Regel längs angeschliffen. Verwende dafür eine geeignete, nur für Wolfram vorgesehene Schleifeinrichtung mit wirksamer Stauberfassung. Elektrodentyp und Vorbereitung richten sich nach Betriebsanweisung und Herstellerangaben.
Berührt die Elektrode das Schmelzbad oder den Zusatzstab, wird sie verunreinigt. Dann stoppst Du, lässt sie abkühlen und bereitest sie fachgerecht neu vor. Thoriumoxidhaltige Elektroden dürfen nur nach besonderer Gefährdungsbeurteilung und Betriebsanweisung bearbeitet werden.
Nahtvorbereitung
Eine gute Naht beginnt vor dem Zünden:
- Werkstoffprüfung: Werkstoff und Zusatz eindeutig kennzeichnen.
- Fügefläche: Rost, Oxide, Fett, Farbe und Feuchtigkeit entfernen.
- Nahtvorbereitung: Spalt, Kanten und Heftpunkte nach Zeichnung ausführen.
- Sauberkeit: Werkzeuge für Edelstahl oder Aluminium getrennt halten.
- Probestück: Einstellung und Handführung vor dem Bauteil prüfen.
Bei Aluminium wird die Oxidschicht unmittelbar vor dem Schweißen mit einem geeigneten, sauberen Werkzeug entfernt. Bei Edelstahl vermeidest Du Fremdrost durch getrennte Bürsten und Schleifmittel.
Handführung
Halte den Brenner ruhig, die Lichtbogenlänge kurz und die Bewegung gleichmäßig. Beobachte Schmelzbad, Nahtflanken und Zusatzstab. Der Zusatz wird am vorderen Rand des Schmelzbades zugeführt, nicht direkt an die Elektrode.
- Zünde auf dem Probestück oder an der freigegebenen Startstelle.
- Baue ein kleines, kontrolliertes Schmelzbad auf.
- Führe Brenner und Zusatz in gleichmäßigem Rhythmus.
- Halte Gasdüse und Zusatz innerhalb der Schutzgaszone.
- Fülle den Endkrater kontrolliert.
- Halte den Brenner während der Gasnachströmung über dem Nahtende.
Übungsfolge in der Ausbildung
- Lichtbogen auf einer Platte zünden und ruhig halten.
- Gerade Raupe ohne Zusatzwerkstoff schweißen.
- Gerade Raupe mit Zusatzwerkstoff schweißen.
- Stumpfstoß heften und schweißen.
- Kehlnaht in einfacher Position ausführen.
- Erst danach weitere Positionen oder Rohrübungen beginnen.
Die Übungsfolge wird an Werkstoff, Ausbildungsstand und betriebliche Vorgaben angepasst.
Nahtbild beurteilen
Eine brauchbare Übungsnaht verläuft gleichmäßig, erfasst beide Nahtflanken und zeigt keine sichtbaren Poren, Risse, Wolframeinschlüsse oder starke Kerben. Das Nahtbild allein beweist jedoch keine sichere Verbindung. Je nach Auftrag sind Maßprüfung, Sichtprüfung und weitere Prüfverfahren erforderlich.
Typische Fehler und Korrekturen
| Beobachtung | Mögliche Ursache | Sinnvolle Prüfung |
|---|---|---|
| Poren | Verschmutzung, Feuchtigkeit, Zugluft oder gestörter Gasfluss | Reinigung, Gasweg, Dichtheit und Abschirmung prüfen |
| Wolframeinschluss | Elektrode berührt Schmelzbad oder Zusatz | Arbeit stoppen, Fehlerstelle und Elektrode fachgerecht bearbeiten |
| Bindefehler | Zu wenig Wärmeeintrag, falscher Winkel oder zu hohe Geschwindigkeit | Einstellung und Führung am Probestück korrigieren |
| Einbrandkerbe | Unpassender Strom, Winkel oder Bewegungsablauf | Parameter und Geschwindigkeit nach Anweisung anpassen |
| Starke Oxidation | Unzureichender Gasschutz oder zu frühes Wegziehen | Gasmenge, Düse, Nachströmzeit und Zugluft prüfen |
| Durchbrand | Zu hoher Wärmeeintrag, großer Spalt oder langsame Führung | Fügevorbereitung, Strom, Puls und Geschwindigkeit prüfen |
Edelstahl, Aluminium und Rohre
Bei Edelstahl sind saubere Werkzeuge, begrenzter Wärmeeintrag und ausreichender Gasschutz wichtig. Bei Rohren kann zusätzlich ein formierender Schutz der Wurzelseite erforderlich sein. Bei Aluminium müssen Oxidschicht, hohe Wärmeleitung und Wechselstromeinstellung berücksichtigt werden.
Praxisregel: Werkstoffwechsel bedeutet immer auch Prüfung von Elektrode, Zusatz, Gas, Werkzeugen, Parametern und Reinigungsverfahren.
Arbeitsablauf als Kurzcheck
| Vorher | Währenddessen | Danach |
|---|---|---|
| Auftrag, Werkstoff und Freigabe prüfen | Lichtbogen und Schmelzbad beobachten | Gasnachströmung abwarten |
| PSA, Absaugung und Brandschutz prüfen | Gleichmäßig führen und Zusatz sauber dosieren | Anlage sicher abschalten |
| Fügeflächen reinigen und Bauteil spannen | Schutzgaszone nicht verlassen | Naht reinigen, prüfen und dokumentieren |
| Probestück schweißen | Bei Störung sofort stoppen | Arbeitsplatz auf Brandgefahr kontrollieren |
Interaktive Aufgaben
Quiz: Teste Dein Wissen
Welche Elektrode schmilzt beim WIG-Schweißen im Normalbetrieb nicht ab? (Wolframelektrode) (!Drahtelektrode) (!Stabelektrode) (!Kohleelektrode)
Welche Aufgabe hat das Schutzgas? (Es schützt Elektrode und Schmelzbad vor der Umgebungsluft) (!Es kühlt nur die Gasflasche) (!Es ersetzt den Schweißstrom) (!Es schleift die Fügeflächen)
Welches Gas wird beim WIG-Schweißen häufig verwendet? (Argon) (!Sauerstoff) (!Druckluft) (!Acetylen)
Welcher Grundmodus ist für Aluminium typisch? (Wechselstrom) (!Reiner Heizstrom) (!Drehstrom ohne Stromquelle) (!Gleichstrom mit positiver Masseleitung als feste Regel)
Was ist vor dem Schweißen besonders wichtig? (Saubere Fügeflächen) (!Nasse Handschuhe) (!Lose Gasflaschen) (!Ölige Zusatzstäbe)
Was tust Du nach einer Berührung der Elektrode mit dem Schmelzbad? (Arbeit stoppen und Elektrode fachgerecht neu vorbereiten) (!Einfach weiterschweißen) (!Gasflasche hinlegen) (!Schutzhelm abnehmen)
Welche Maßnahme schützt vor optischer Strahlung? (Passender Schweißhelm) (!Baumwollmütze) (!Klare Alltagsbrille) (!Gehörschutzstöpsel allein)
Wodurch können Poren entstehen? (Durch Verschmutzung oder gestörten Gasschutz) (!Durch eine saubere Fügefläche) (!Durch eine sichere Masseverbindung) (!Durch korrekt befestigte Gasflaschen)
Warum bleibt der Brenner nach dem Abschalten kurz über dem Nahtende? (Die Gasnachströmung schützt Elektrode und Nahtende) (!Damit die Masseklemme warm wird) (!Damit der Zusatzstab schmilzt) (!Damit mehr Zugluft an die Naht kommt)
Was hat bei der Wahl der Schweißparameter Vorrang? (Schweißanweisung und Herstellerangaben) (!Ein beliebiger Wert aus dem Internet) (!Die Farbe des Schweißgeräts) (!Die Länge des Werkstatttisches)
Memory
| Wolframelektrode | Nicht abschmelzende Elektrode |
| Argon | Häufiges inertes Schutzgas |
| Masseleitung | Rückführung des Schweißstroms |
| Gasdüse | Führung des Schutzgases |
| Zusatzstab | Separat zugeführter Werkstoff |
| Hochfrequenzzündung | Kontaktloser Lichtbogenstart |
| Wechselstrombetrieb | Typischer Modus für Aluminium |
| Nachströmzeit | Schutz der heißen Elektrode |
Drag and Drop
| Ordne die richtigen Begriffe zu. | Thema |
|---|---|
| Gleichstrombetrieb | Stahl und Edelstahl |
| Wechselstrombetrieb | Aluminium |
| Gasabdeckung prüfen | Poren und Oxidation |
| Elektrode neu vorbereiten | Wolframkontakt |
| Absaugung einschalten | Schweißrauche |
| Brandbereich kontrollieren | Funken und heiße Bauteile |
Kreuzworträtsel
| Wolfram | Aus welchem Metall besteht die nicht abschmelzende Elektrode? |
| Argon | Welches Edelgas wird häufig als Schutzgas eingesetzt? |
| Lichtbogen | Was erzeugt die Wärme zum Aufschmelzen? |
| Gasdüse | Welches Brennerteil führt das Schutzgas? |
| Schmelzbad | Wie heißt der flüssige Metallbereich an der Schweißstelle? |
| Absaugung | Welche technische Maßnahme erfasst Schweißrauche? |
LearningApps
Lückentext
Offene Aufgaben
Leicht
- Bauteile des WIG-Brenners: Fotografiere oder zeichne einen zerlegten Brenner und beschrifte sechs Bauteile.
- PSA-Check: Erstelle eine Bildkarte mit der erforderlichen persönlichen Schutzausrüstung.
- Nahtbild: Vergleiche drei Übungsnähte und markiere sichtbare Unterschiede.
- Arbeitsplatzordnung: Entwickle eine kurze Vorher-Nachher-Checkliste für den Schweißplatz.
Standard
- Probestück: Plane eine gerade Übungsraupe, dokumentiere Vorbereitung, Einstellung und Ergebnis.
- Fehleranalyse: Wähle einen Nahtfehler und stelle Ursache, Prüfweg und Korrektur als Lernplakat dar.
- Werkstoffvergleich: Vergleiche die Vorbereitung von Edelstahl und Aluminium an zwei Probestücken.
- Videoanalyse: Produziere ein kurzes Erklärvideo zur sicheren Brenner- und Zusatzführung ohne laufenden Lichtbogen.
Schwer
- Schweißfolge: Plane eine verzugsarme Schweißreihenfolge für ein kleines Bauteil und begründe Deine Entscheidung.
- Gefährdungsbeurteilung: Untersuche einen WIG-Arbeitsplatz und formuliere technische, organisatorische und persönliche Schutzmaßnahmen.
- Prüfplan: Entwickle für ein Übungsbauteil einen Plan aus Sichtprüfung, Maßprüfung und Dokumentation.
- Ausbildungsprojekt: Fertige unter Aufsicht ein kleines Werkstück, dokumentiere alle Arbeitsschritte und reflektiere Abweichungen.
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Lernkontrolle
- Verfahrenswahl: Entscheide für ein dünnwandiges Edelstahlrohr, ob WIG-Schweißen geeignet ist, und begründe Deine Wahl anhand von Qualität, Geschwindigkeit und Zugänglichkeit.
- Fehlerkette: Erkläre, wie eine verschmutzte Fügefläche zu Poren führen kann und welche Schritte die Fehlerkette unterbrechen.
- Arbeitsschutz: Bewerte einen Arbeitsplatz mit Schweißhelm, aber ohne Absaugung. Leite notwendige Maßnahmen aus den Gefährdungen ab.
- Werkstoffwechsel: Beschreibe, welche Änderungen beim Wechsel von Baustahl zu Aluminium geprüft werden müssen.
- Nahtbeurteilung: Analysiere ein ungleichmäßiges Nahtbild und entwickle einen systematischen Prüfplan, ohne sofort Parameter zu verändern.
- Qualitätssicherung: Begründe, warum ein optisch gutes Nahtbild allein keinen ausreichenden Qualitätsnachweis darstellt.
Lernnachweis
Für einen Lernnachweis sind wichtig:
- Sichere Vorbereitung des Arbeitsplatzes und vollständige PSA.
- Richtige Zuordnung von Anlage, Brennerteilen, Gasversorgung und Masseleitung.
- Begründete Auswahl von Stromart, Elektrode, Schutzgas und Zusatzwerkstoff.
- Saubere Fügeflächen und maßgerechte Heftung.
- Ruhige Handführung, kontrolliertes Schmelzbad und korrektes Nahtende.
- Erkennen typischer Nahtfehler und systematische Ursachenprüfung.
- Sicht- und Maßprüfung nach Auftrag.
- Vollständige Dokumentation und Reflexion des Arbeitsablaufs.
OERs zum Thema
Weiterführende Arbeitsschutzquellen
- DGUV Information 209-096: Schweißrauchminderung im Betrieb
- TRGS 528: Schweißtechnische Arbeiten
- DGUV: Sicheres Schweißen mit der richtigen Ausrüstung
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