WIG, MIG, MAG oder Stabelektrode: Welches Schweißverfahren ist das richtige?

Das Lichtbogenschweißen verbindet zwei Teile, indem sie mithilfe eines Lichtbogens örtlich aufgeschmolzen werden, mit oder ohne Zusatzwerkstoff. Die vier gängigen Verfahren unterscheiden sich durch die Elektrode (nicht abschmelzend oder abschmelzend), den Schutz des Schmelzbads (ein Gas oder die Umhüllung des Stabs) und die Art der Zufuhr des Zusatzwerkstoffs. Die Norm ISO 4063 weist ihnen eine Nummer zu, die man gelegentlich auf Zeichnungen und in Schweißanweisungen wiederfindet.

Der Unterschied zwischen MIG und MAG liegt allein im Gas: inert beim MIG, aktiv (Gemisch aus Argon und Kohlendioxid oder reines CO2) beim MAG. In der Werkstatt spricht man oft von „MIG/MAG“ oder „Halbautomat“ für beides. Für einen Betrieb für Schweißen und Apparatebau ist die Wahl des Verfahrens ein Kompromiss zwischen Qualität, Produktivität und Zugänglichkeit der Fuge.

Beim WIG-Schweißen (Wolfram-Inertgas) zündet der Lichtbogen zwischen dem Werkstück und einer Wolframelektrode, die nicht schmilzt. Ein Inertgas, in der Regel Argon, schützt das Schmelzbad. Der Zusatzwerkstoff, ein Stab, der in der anderen Hand gehalten wird, ist optional: Bei dünnem Blech kann ohne Zusatz geschweißt werden (Autogenschweißen).

Der Schweißer regelt Wärme und Zusatz getrennt, was saubere Nähte ohne Spritzer ergibt, geeignet für dünne Bleche, Rohre und sichtbare Schweißnähte. Es ist das Referenzverfahren für Edelstahl, Aluminium und Titan. Bei Aluminium verwendet man Wechselstrom: Er bricht die Aluminiumoxidschicht auf, die bei etwa 2 050 °C schmilzt, während das Metall bei etwa 660 °C schmilzt. Bei Edelstahl und Titan wird die Wurzelseite der Fuge mit einem Spülgas geschützt, sonst oxidiert sie.

Der Preis dafür sind Langsamkeit und hohe Anforderungen: Das WIG-Schweißen verlangt einen hochqualifizierten Schweißer und kostet pro Meter Naht mehr als die Drahtverfahren. Es ist gerechtfertigt, wenn Qualität, Aussehen oder Feinheit der Verbindung es erfordern: Rohrleitungen und Behälter für die Lebensmittelindustrie, Rohre und Tanks, dünne oder sichtbare Teile.

Beim MIG/MAG-Schweißen übernimmt ein Massivdraht, der vom Brenner kontinuierlich gefördert wird, gleichzeitig die Rolle von Elektrode und Zusatzwerkstoff, unter Schutzgas. Der Schweißer muss nur eine Hand führen: Das Verfahren ist schnell, lässt sich leicht automatisieren und robotisieren, und der Auftrag ist gleichmäßig.

• MAG bei Stahl. Das Argon-CO2-Gemisch (oder reines CO2) sorgt zu geringen Kosten für gute Einbrandtiefe: Es ist das gängigste Verfahren für Rahmen, Konstruktionen und Apparatebau aus Baustahl. Edelstahl lässt sich ebenfalls im MAG-Verfahren schweißen, mit einem schwach aktiven Gas auf Argonbasis.
• MIG bei Aluminium. Argon (manchmal mit Helium versetzt) und ein auf die Legierung abgestimmter Draht ergeben lange, gleichmäßige Nähte; der weiche Aluminiumdraht ist schwieriger zu fördern.
• Fülldraht. Ein mit Flussmittel gefüllter Rohrdraht erhöht die Abschmelzleistung und eignet sich für große Stahldicken.

Je nach Energie geht der Werkstoff im Kurzlichtbogen (dünne Bleche, geringer Wärmeeintrag), im Impulslichtbogen oder im Sprühlichtbogen (große Dicken, in Wannenlage) über. Die Grenzen: Der Gasschutz ist windempfindlich, weshalb im Freien ein Windschutz nötig ist; Spritzer müssen nachträglich entfernt werden; und im Kurzlichtbogen bei großen Dicken kann eine unzureichende Einstellung zu Bindefehlern führen, einem an der Oberfläche unsichtbaren Fehler. Das Nahtbild ist weniger sauber als beim WIG-Schweißen.

Die Stabelektrode

Ein umhüllter Metallstab dient als Elektrode und Zusatzwerkstoff. Beim Schmelzen erzeugt die Umhüllung ein Schutzgas und eine Schlacke, die die Naht bedeckt. Die Ausrüstung ist einfach, leicht und kommt ohne Gasflasche aus: Das Verfahren ist windunempfindlich und eignet sich für Baustellen, Reparaturen und große Stahldicken. Es ist weniger produktiv, hinterlässt Schlacke, die entfernt werden muss, verlangt die trockene Lagerung bestimmter Elektroden und ist für Bleche unter etwa 2 mm wenig geeignet. Die Nahtqualität hängt stark vom Schweißer ab.

Verfahren für Serien und große Dicken

• Unterpulverschweißen (121): Draht und Pulverflussmittel, für lange gerade Nähte in Wannenlage bei großen Dicken (Behälter, Träger).
• Widerstandsschweißen (Punktschweißen): Verbindung dünner Bleche im Überlappstoß, in der Serie sehr schnell (Gehäuse, Blechbearbeitung).
• Laser und Plasma: automatisiertes Schweißen mit sehr konzentriertem Wärmeeintrag und daher wenig Verzug, für stabile Serien.

Diese Verfahren erfordern spezifische Mittel und lohnen sich vor allem in der Serie: Fragen Sie den Betrieb, ob er sie beherrscht.

Die Wahl hängt zuerst vom Werkstoff ab, dann von der Dicke und den Qualitätsanforderungen. Die Tabelle nennt die gängige Praxis; der Betrieb wählt das Verfahren, das er beherrscht und für das er qualifiziert ist.

Die Dicke lenkt dann die Verfahrenswahl: Unter etwa 1,5 mm verringern WIG, MAG im Kurzlichtbogen oder Punktschweißen das Risiko, das Blech zu durchbrennen; ab einigen Millimetern erfordern Stumpfnähte eine Nahtvorbereitung mit Fugenflanken und mehrere Lagen. Bei einem Teil, das verzinkt oder lackiert werden soll, schweißen Sie vor der Behandlung und sehen Entlüftungsöffnungen vor: siehe Eloxieren, Pulverbeschichten oder Verzinken.

Das Verfahren garantiert nicht die Qualität einer Naht: Schweißer, Schweißanweisung und Anforderungsniveau zählen ebenso viel. Vier Begriffe sollten Sie kennen, bevor Sie Ihre Anfrage verfassen.

• Qualifikation des Schweißers. Die ISO 9606-1 legt die Prüfung von Schweißern für Stähle fest; weitere Teile der Reihe behandeln Aluminium, Kupfer, Nickel und Titan.
• Schweißanweisung. Die WPS (Schweißanweisung) legt die Parameter fest; ihre Qualifizierung (Verfahrensprüfung) richtet sich für Stähle zum Beispiel nach ISO 15614-1.
• Bewertungsgruppe für Unregelmäßigkeiten. Die ISO 5817 definiert für Stähle drei Stufen: B (die strengste), C und D; die ISO 10042 übernimmt diese Rolle für Aluminium. Je strenger die Stufe, desto teurer sind Prüfung und Nacharbeit.
• Prüfungen. Die Sichtprüfung ist obligatorisch. Eindringprüfung und Magnetpulverprüfung zeigen Oberflächenfehler; Ultraschall und Durchstrahlungsprüfung die Fehler im Inneren der Naht.

Auf Unternehmensebene legt die ISO 3834 schweißspezifische Qualitätsanforderungen fest (Teile 2, 3 und 4: umfassende, standardmäßige oder elementare Anforderungen). Für Stahl- oder Aluminiumtragwerke regelt die EN 1090 die Ausführung und die CE-Kennzeichnung mit vier Ausführungsklassen (EXC1 bis EXC4). Der Schienenfahrzeugbau hat sein eigenes Regelwerk, die EN 15085. Fordern Sie nur, was der Einsatz rechtfertigt: siehe den Ratgeber zu Qualitätszertifizierungen.

• den Werkstoff, die Güte und die Dicke jedes Teils, bei Bedarf mit Materialzeugnis;
• die Gesamtzeichnung mit den Schweißsymbolen (Nahtart, durchgehende oder unterbrochene Naht, Nahtabmessung) und, wenn möglich, das 3D-Modell;
• die Qualitätsstufe der Schweißnähte (ISO 5817: B, C oder D) oder, falls nicht vorhanden, den Einsatz des Teils und seine Beanspruchungen (Druck, Last, Ermüdung, Hygiene);
• die geforderten Qualifikationen: Schweißer, Schweißanweisung, Bezugsnorm;
• die erwarteten Prüfungen (Sichtprüfung, Eindringprüfung, Durchstrahlung …) und den zugehörigen Bericht;
• die Oberflächenausführung: Nähte geschliffen oder gebürstet, Beizen und Passivieren bei Edelstahl, Oberflächenbehandlung nach dem Schweißen;
• die Toleranzen und das Verzugsrisiko, das Spannvorrichtung und Schweißfolge bestimmt;
• die Stückzahl, den Takt und die Lieferzeit.

Je klarer diese Angaben, desto treffsicherer kalkuliert der Betrieb. Auf Meaflow ist es kostenlos und provisionsfrei, eine Anfrage zu veröffentlichen: Sie vergleichen die Angebote mehrerer Betriebe und tauschen sich per Nachricht aus, bevor Sie sich entscheiden.