A-TIG vs. FB-TIG: Unterschiede der flussmittelunterstützten TIG-Verfahren

TIG-Schweißen und Varianten

TIG (Wolfram-Inertgas): beliebtes Lichtbogenverfahren. Elektrischer Lichtbogen zwischen nichtverbrauchbarer Wolframelektrode und Werkstück. Zuverlässig, wirtschaftlich für dauerhafte metallische Verbindungen mit/ohne Zusatzwerkstoff. Hervorragendes Nahtbild → breit akzeptiert (Struktur bis Luftfahrt). Limitation: max. Eindringtiefe ~3,5 mm (ein Pass, optimale Parameter). Dickere Bauteile → Nahtvorbereitung + Mehrlagen → zeitaufwendig, minder Produktivität.

Varianten des TIG-Schweißens

Begrenzte Eindringtiefe → Forschung → Varianten mit verbesserter Eindringtiefe. A-TIG (Activated TIG) und FB-TIG (Flux Bound TIG) nutzen Aktivierungsflussmittel zur Verbesserung konventioneller TIG-Eigenschaften. Auch flussmittelunterstütztes TIG genannt (zwingend Flussmittelschicht auf Bauteilen).

Aktivierungsflussmittel und Auftrag

Beide: dünne Schicht (meist < 50 µm) Aktivierungsflussmittel auf Grundwerkstoff vor Schweißen. Flussmittel: Metalloxide/Halide (TiO₂, SiO₂, Cr₂O₃, MgCO₃, MgO, MnO₂, CaO, Al₂O₃, ZrO₂ etc.). Homogene Mischungen in verschiedenen Anteilen. Mit Aceton zu pastöser Lösung → manuell (Weichpinsel) oder mechanisiert aufgetragen. Mischverhältnis unwichtig (Aceton flüchtig → Verhältnis nicht konstant während Auftrag). Gleichmäßige Schichtdicke entscheidend für fehlerfreies Schweißen. Nach Auftrag: Schweißen exakt wie konventionelles TIG. Parameter gleich; Leerlaufspannung steigt teils leicht (Änderung vernachlässigbar).

A-TIG (Activated TIG) Schweißen

Unterschied: Position des Flussmittelauftrags. A-TIG: Flussmittel auf Nahtfläche und Umgebung. Typisch bis ~4 mm Breite von Nahtfläche quer zur Wurzel auf jeder Seite. Flussmittel liegt direkt unter Bogen während Schweißen. Schematische Darstellung typischer Flussmittelschicht.

FB-TIG (Flux Bound TIG) Schweißen

FB-TIG: kein Flussmittel auf Nahtfläche/Umgebung; stattdessen auf Oberseite des Grundwerkstoffs mit kleinem Abstand nach Nahtwurzel. Flussmittel liegt NICHT direkt unter Bogen. Aktivierungsflussmittel, Auftragsverfahren, Schweißprozedur identisch mit A-TIG. Einziger Unterschied: Position des Flussmittels. Beide zeigen spürbare Verbesserung der Eindringtiefe. Schematische Darstellung typischer Flussmittelschicht.

Vorteile von A-TIG und FB-TIG gegenüber konventionellem TIG

Untersuchungen zeigen zahlreiche Vorteile. Beide liefern ähnliche Ergebnisse → gleiche Vorteile vs. konventionell:

1. Erhöhte Eindringtiefe: Flussmittel → konstriktierter Bogen → höhere Bogenleistungsdichte. Umkehr des Marangoni-Effekts als Ursache diskutiert. Flussmittel-TIG: meist 6–9 mm; mit optimalen Parametern bis 11 mm (ein Pass). ~3-fache Steigerung vs. konventionell.
2. Schmalere Naht: Konstriktierter Bogen → schmalere Naht. Indirekte Vorteile: geringerer Verzug, schmalere WEZ (WEZ = Schwachstelle durch metallurgische Veränderungen durch Bogenwärme → schmale WEZ wünschenswert).

Literaturhinweise

• Babu et al. (2016); Development of flux bounded tungsten inert gas welding process to join aluminum alloys; American Journal of Mechanical and Industrial Engineering; Vol. 1 (3); pp. 58-63.
• Saha et al. (2018); Investigation on the effect of activating flux on tungsten inert gas welding of austenitic stainless steel using ac polarity; Indian Welding Journal; Vol. 51 (2).