Unterschied zwischen MIG-Schweißen und WIG-Schweißen

Schweißen ist eines der beliebtesten Fügeverfahren, das andere dauerhafte Fügeverfahren, einschließlich Nieten, fast verdrängt hat. Die intensive Entwicklung der Schweißtechnik in den letzten Jahrzehnten macht sie zu einer herausragenden Wahl für das Verbinden von metallischen Strukturen, Kunststoffen und sogar Keramiken. Schweißen gehört definitionsgemäß zu den Fügeverfahren, die zwei oder mehr Bauteile durch Koaleszenzbildung mit oder ohne Aufbringung von zusätzlichem Zusatzwerkstoff, Hitze und Druck dauerhaft verbinden können. Es gibt eine große Vielfalt solcher Verfahren, um den Bedarf zu decken, verschiedene Materialien auf verschiedene Weise zusammenzusetzen. Solche Prozesse können als Lichtbogenschweißen, Gasschweißen, Widerstandsschweißen, Festkörperschweißen und Intensivschweißen klassifiziert werden. Jede dieser Gruppen hat wiederum mehrere Prozesse. MIG- und WIG-Schweißen sind zwei verschiedene Lichtbogenschweißverfahren.

Beim Lichtbogenschweißen entsteht zwischen Grundwerkstoff und Elektrode ein Lichtbogen. Dieser Lichtbogen ist die Hauptwärmequelle, um aneinanderstoßende Oberflächen des Grundmetalls zum Bilden von Koaleszenz zu schmelzen. Da unedle Metalle schmelzen müssen, um eine Verbindung zu erreichen, sind alle Lichtbogenschweißverfahren im Grunde Schmelzschweißen. Es gibt verschiedene Lichtbogenschweißverfahren wie das manuelle Metall-Lichtbogenschweißen (MMAW), das Metall-Schutzgasschweißen (GMAW), das Gas-Wolfram-Lichtbogenschweißen (GTAW), das Unterpulverschweißen (UP), das Fülldraht-Lichtbogenschweißen (FCAW) und das Elektro-Schlacke-Schweißen (ESW), usw. Alle basieren auf dem gleichen Prinzip in Bezug auf die Verbindungstechnik, aber ihre Fähigkeiten und Verfahren sind unterschiedlich. Jeder von ihnen bietet bestimmte Vorteile gegenüber anderen.

Metall-Schutzgasschweißen (GMAW) ist ein hochproduktives Schmelzschweißverfahren, bei dem die abschmelzende Elektrode kontinuierlich von einer Drahtspule unter Verwendung eines automatisierten Systems der Schweißzone zugeführt wird. Ein Lichtbogen, der zwischen Elektrode und Grundmetallen bei Vorhandensein einer ausreichenden Potentialdifferenz gebildet wird, schmilzt die Elektrode mit einer schnelleren Geschwindigkeit und lagert sich anschließend auf dem Wurzelspalt ab, um den Prozess fortzusetzen. Das richtige Schutzgas wird ebenfalls bereitgestellt, um den Hochtemperaturlichtbogen und die umgebenden Bereiche vor Oxidation zu schützen. Basierend auf den Eigenschaften des Schutzgases kann GMAW von zwei Arten sein – Metallaktivgas und Metallinertgas. Beim Metall-Inertgas-Schweißen (MIG) , ein chemisch inertes Gas (wie Argon, Helium usw.) wird zu Abschirmzwecken verwendet; während beim Metall-Aktivgasschweißen ein chemisch aktives Gas (wie Kohlendioxid oder Sauerstoff) mit Inertgas gemischt wird, um es für Abschirmzwecke zu verwenden.

Gas-Wolfram-Lichtbogenschweißen (GTAW), allgemein bekannt als Wolfram-Inertgas-Schweißen (WIG) , ist ein vielseitiges und zuverlässiges Schmelzschweißverfahren, das eine nicht abschmelzende Wolframelektrode verwendet, um den Lichtbogen zu bilden. Füllmetall kann bei Bedarf auch extern zugeführt werden, indem ein Fülldraht in die Schweißzone eingeführt wird. Im Gegensatz zum MIG-Schweißen ist das WIG-Schweißen nicht für eine hohe Füllerabscheidungsrate geeignet; Die Qualität der Verbindung und das Aussehen der Schweißraupe sind jedoch viel besser. Daher sind sowohl das MIG- als auch das WIG-Schweißen Schmelzschweißverfahren, bei denen die Wärme durch einen Lichtbogen zugeführt wird, und beide verwenden Inertgas als Schutzgas. Sie unterscheiden sich jedoch in gewisser Weise, einschließlich des Prozesses und der Fähigkeit. Verschiedene Unterschiede zwischen dem MIG-Schweißen und dem WIG-Schweißen sind unten in Tabellenform aufgeführt.

Tabelle:Unterschiede zwischen MIG-Schweißen und WIG-Schweißen

Verbrauchbare und nicht verbrauchbare Elektrode: Bei jedem Lichtbogenschweißverfahren ist eine leitfähige Elektrode zur Bildung des Lichtbogens zwingend erforderlich. Manchmal scheidet diese Elektrode selbst geschmolzenes Metall im Wurzelspalt zwischen Grundplatten ab. Eine verbrauchbare Elektrode ist eine Elektrode, die durch Lichtbogenwärme schmelzen kann, um während des Schweißens Füllmaterial abzuscheiden. Im Gegensatz dazu wird nicht erwartet, dass eine nicht verbrauchbare Elektrode während des Schweißens schmilzt, und daher muss Füllmetall extern zugeführt werden, wann immer dies beabsichtigt ist. Beim MIG-Schweißen schmilzt die abschmelzende Elektrode durch Lichtbogenwärme ab und liefert anschließend Schweißzusatz. Somit wird die Elektrode kontinuierlich mit einer vordefinierten Geschwindigkeit in die Schweißzone eingeführt. Das WIG-Schweißen wird mit einer nicht abschmelzenden Elektrode durchgeführt und schmilzt daher nicht ab, um Füllmaterial zu liefern. Falls Füllmaterial gewünscht wird, wird dieses zusätzlich zugeführt, indem ein Füllstab mit kleinem Durchmesser unter den Lichtbogen geführt wird.

Elektrodenmaterial: Das Füllmaterial sollte mit dem Grundmaterial kompatibel sein, da es sonst zu fehlerhaften Schweißnähten kommt. Beim MIG-Schweißen kann das Füllmetall (dasselbe wie das Elektrodenmetall) entsprechend dem Grundmetall gewählt werden. So kann eine Elektrode aus einer Vielzahl von Metallen hergestellt werden, wobei jede normalerweise für eine kleine Gruppe unedler Metalle geeignet ist. Beim WIG-Schweißen besteht die Elektrode aufgrund ihrer Festigkeit, hohen Schmelztemperatur und guten Formbeständigkeit immer aus Wolfram. Manchmal werden Wolfram auch einige Legierungselemente zugesetzt (z. B. Thorium, Lanthanoxid, Ceroxid, Zirkonoxid usw.), um verschiedene Schweißeigenschaften wie Elektronenemissionsvermögen, Elektrodenerosion usw. zu verbessern.

Füllerabscheidungsrate und Produktivität: Beim MIG-Schweißverfahren wird eine Elektrode in Form eines Drahtes mit kleinem Durchmesser, der in einem Pool gewickelt ist, kontinuierlich durch eine geeignete mechanisierte Anordnung zugeführt. Dadurch kann der Zusatzwerkstoff schneller aufgetragen werden und folglich ist dieses Schweißverfahren im Vergleich zum WIG-Schweißen sehr produktiv. Daher ist das MIG-Schweißen geeignet, wenn die Kante V- oder U-förmig vorbereitet wird oder der Wurzelspalt größer ist.

Spritzgrad und Aussehen: Spritzer sind kleine Tröpfchen aus geschmolzenem Füllmetall, die durch Lichtbogenstreuung entstehen und anschließend aus der Schweißzone austreten. Diese Spritzer verursachen einen Verlust an Füllmetall, was zu einer ungleichmäßigen Abscheidungsrate des Füllmaterials führt. Es destabilisiert auch den Lichtbogen. Abrupt abgeschiedene geschmolzene Metalltröpfchen beeinträchtigen auch das Erscheinungsbild und erfordern manchmal Schleifen zu ihrer Entfernung. Viele Lichtbogenschweißverfahren erzeugen Spritzer, einschließlich GMAW (sowohl MIG als auch MAG). Obwohl MIG dazu neigt, geringe Spritzer zu erzeugen, kann es nicht spritzerfrei durchgeführt werden, selbst wenn ein optimaler Satz von Prozessparametern und die richtige Schweißtechnik verwendet werden. Beim WIG-Schweißen entstehen normalerweise keine Spritzer, es sei denn, die Oberfläche des Arbeitsmaterials ist nicht sauber. Die durch WIG-Schweißen hergestellte Schweißnaht ist sauber, glatt und attraktiv.

Autogene, homogene und heterogene Modi: Anhand der Anwendung des Schweißzusatzes und seiner Zusammensetzung kann das Schweißen in autogene, homogene und heterogene Modi eingeteilt werden. Eine autogene Art des Schweißens wird ohne Auftragen von Schweißzusatzwerkstoffen durchgeführt. Wenn der Wurzelspalt praktisch null oder sehr klein ist, ist kein Füllstoff erforderlich. Beim homogenen Schweißen wird der Zusatzwerkstoff aufgetragen und die Zusammensetzung des Zusatzwerkstoffs ist mehr oder weniger gleich der des Grundmetalls. Füllstoff wird auch im heterogenen Schweißmodus aufgetragen, aber die Zusammensetzung des Füllstoffs unterscheidet sich wesentlich von der des Grundmetalls. Da dem MIG-Schweißen eine abschmelzende Elektrode eigen ist, kann es nicht im autogenen Modus durchgeführt werden. Im Gegensatz dazu ist WIG für diesen Zweck geeignet und bevorzugt. WIG kann auch vorteilhaft für homogene und heterogene Moden mit optimalem Parametersatz angewendet werden.

Möglichkeit zum Überkopffügen: Die Schweißposition umfasst unten, geneigt, über Kopf usw. Eine Überkopf-Verbindungsposition ist sehr schwierig auszuführen, da der Füllstoff gegen die Schwerkraft abgelagert werden muss. Ein Bad aus geschmolzenem Metall neigt immer dazu herunterzufallen und kann sogar den Schweißer verletzen. Somit ist die Gravitationskraft allein nicht für eine ordnungsgemäße Füllstoffabscheidung geeignet; in der Tat erlegt es Beschränkungen auf. Lorentzkraft hilft in einer solchen Situation. Beim Überkopfschweißen kann das WIG-Schweißen mit optimalem Parametersatz eingesetzt werden. Es erfordert jedoch einen erfahrenen Schweißer, um eine gute Penetration und Schweißqualität zu erreichen.

In diesem Artikel wird ein wissenschaftlicher Vergleich zwischen dem Metall-Inertgas- (MIG-) Schweißen und dem Wolfram-Inertgas- (WIG-) Schweißen vorgestellt. Der Autor empfiehlt Ihnen außerdem, die folgenden Referenzen durchzugehen, um das Thema besser zu verstehen.

1. Gas Metal Arc Welding Handbook von W. H. Minnick (2007, Goodheart Willcox).
2. Grundlegendes WIG- und MIG-Schweißen (GTAW &GMAW) von I. H. Griffin, E. M. Roden und C. W. Briggs (3 ^rd Ausgabe, Delmar Cengage Learning).