WIG-Schweißen (GTAW): Prozess, Vorteile & industrielle Anwendungen

Was ist WIG-Schweißen (GTAW)?

Wolfram-Inertgas-Schweißen (WIG / GTAW – Gas Tungsten Arc Welding) ist ein Lichtbogenschweißverfahren mit nicht abschmelzender Wolframelektrode. Der Lichtbogen brennt zwischen Elektrode und Werkstück. Schweißzone & Elektrode werden durch ein inertes Schutzgas (Argon, Helium) vor Luftsauerstoff & Stickstoff geschützt.

Zusatzwerkstoff (Draht/Stab) wird meist manuell zugeführt; bei Autogenschweißungen (Schmelzschweißen ohne Zusatz) entfällt er. Helium als Schutzgas → „Heliarc-Schweißen“. Konstantstromquelle speist den Lichtbogen durch eine Säule hochionisierten Gases & Metall dampf (Plasma).

Hauptanwendung: Dünnbleche aus rostfreiem Stahl & Nichteisenmetalle (Aluminium, Magnesium, Kupferlegierungen). WIG bietet dem Schweißer maximale Kontrolle über Schmelzbad & Zusatzwerkstoff → höhere Nahtqualität & Festigkeit als MIG/MAG oder Elektrodenhandschweißen.

Nachteil: Komplexer, schwerer zu erlernen, deutlich langsamer. Verwandtes Verfahren: Plasmalichtbogenschweißen (engere Bogen, leichter automatisierbar).

Funktionsweise (manuelles WIG)

Hohe Koordinationsanforderung: zwei Hände – eine führt Brenner, die andere fügt Zusatzdraht zu. Kurzer Lichtbogen (1,5–3 mm) ohne Elektrodenberührung essenziell.

Zünden: Hochfrequenzgenerator (Teslaspule) erzeugt Funke → leitfähiger Pfad durch Schutzgas → Lichtbogen zündet berührungslos.

Nach Zünden: Brenner kleine Kreisbewegung → Schmelzbad bilden (Größe = Elektrodendurchmesser × Strom). Dann Brenner leicht zurückziehen & 10–15° nach hinten kippen. Zusatzwerkstoff an Schmelzbadvorderkante zuführen.

Erfahrene Schweißer wechseln rhythmisch: Vorwärtsbewegen (Schmelzbad vorschieben) ↔ Zusatzdraht zugeben. Draht bleibt immer im Schutzgasschirm (Oxidationsschutz).

Bei niedrigschmelzenden Zusätzen (Aluminium): Draht etwas weiter vom Bogen halten, sonst vorzeitiges Abschmelzen.

Am Nahtende: Strom absenken (Abklingfunktion) → Kraterausbildung vermeiden (Rissgefahr).

Schutzgase beim WIG

Auswahl nach Werkstoff:

• Argon (Ar): Standard, universell (Stahl, Edelstahl, Al, Ti).
• Ar + 2–5 % H₂: Leicht reduzierend → saubere Nähte ohne Oxidation, heißerer Bogen → höhere Geschwindigkeit. Risiko: Wasserstoffrissbildung (Stahl), Poren (Al-Legierungen).
• Helium (He) / He-Ar-Gemische: Höhere Bogenleistung → tieferes Einbrennen, höhere Geschwindigkeit. Nachteil: teurer, schwierigeres Zünden.

Aufbau einer WIG-Schweißanlage

• Stromquelle (Konstantstrom, DC/AC)
• Schutzgasversorgung (Flasche, Druckminderer, Magnetventil)
• WIG-Brenner (hand/automatisch)
• Wolframelektrode
• Schutzgasdüse
• Zusatzdraht/-stab

1. Stromquelle

Konstanter Strom zwingend (Stromschwankungen → instabiles Schmelzbad). Zwei Modi:

1. DC (Gleichstrom): Stahl, Nickel, Titan, Kupfer. Polung: Elektrode negativ (–).
2. AC (Wechselstrom): Aluminium, Magnesium – Oxidschichtdurchbruch im Positivhalbwellen.

2. Schutzgasversorgung

Inertes Gas (meist Argon) verdrängt Luftatmosphäre (O₂, N₂, H₂) aus Schmelzbad.

3. WIG-Brenner

Hand- & Automatenbauform baugleich. Handbrenner mit Griff, Automatenbrenner flanschbar. Kühlung: Luft (< 200 A) / Wasser (> 200 A). Innenleben: Kupfer (Wärmeleitung). Elektrodenaufnahme (Collet/Collet Body) für festen Sitz.

4. Wolframelektrode

Nicht abschmelzend (Schmelzpunkt 3.422 °C). Durchmesser 0,5–6,4 mm (Standard 1,6–4,0 mm), Länge 75–610 mm. Legierungen: WT (Thorium, radioaktiv – abgelöst), WL (Lanthan), WC (Cer), WZ (Zirkon) – farbcodiert.

5. Schutzgasdüse

Formt Schutzgasschirm um Schmelzbad. Keramik/Quarzglas. Düsenweite passend zur Nahtgeometrie.

6. Zusatzwerkstoff

Draht/Stab passend zum Grundwerkstoff (Legierung, Festigkeit). Durchmesser abgestimmt auf Nahtgeometrie & Blechdicke.

Anwendungsbereiche

• Refraktäre, reaktive & Dünnblechwerkstoffe.
• Breites Metallspektrum → Luftfahrt, Automobil, Reparatur, Kunst/Handwerk.
• Luftfahrt: Flugzeug- & Raumfahrtstrukturen (Ti, Al, Ni-Basis).
• Automobil: Sicherheitsbauteile, Abgasanlagen, Leichtbau.
• Reparatur: Vom Kinderspielzeug bis Aluminiumwerkzeug – vielseitig einsetzbar.

Vorteile

• Kritische Nahtgeometrien & höchste Präzision beherrschbar.
• Breites Werkstoffspektrum (fast alle schweißbaren Metalle außer Zn/Legierungen).
• Saubere, hochreine Nähte (kein Schlacke, kein Spritzer).
• Automat & manuell möglich.
• Eines der effizientesten Fügeverfahren für Metalle.
• Keine Schlacke → keine Nachreinigung.
• Alle Schweißpositionen (PG, PF, PE, PD, PC, PA).

Nachteile

• Nicht für dicke Bleche (Wärmeeintrag begrenzt, tiefe Nahtvorbereitung nötig).
• Hohe Fachkompetenz & Übung erforderlich.
• Lichtbogenglanz → Augenschutz (Schweißerbrille, Helm) zwingend.
• Hohe Stundenkosten (Gas, Zeit, Fachkraft). Materialabhängig.
• Niedrige Abscheideleistung → langwierig.

FAQ

Was ist GTAW?

Lichtbogenschweißen mit nicht abschmelzender Wolframelektrode, Schutzgas (inert), Zusatzwerkstoff extern. Kein Spritzer, keine Schlacke. Synonym: WIG.

Ist GTAW = WIG?

Ja, identisch. WIG = Wolfram-Inertgas; GTAW = Gas Tungsten Arc Welding.

Wofür wird WIG eingesetzt?

Edelstahl, Al, Mg, Cu-Legierungen, Ti, Ni-Basis. Fast alle Metalle außer Zn. Dünnbleche, Wurzelagen, hochwertige Optik.

Prozessbeschreibung?

Lichtbogen zwischen W-Elektrode & Werkstück, Schutzgas (Ar/He), Zusatzdraht manuell/automatisch zugeführt.

Nachteile?

• Schwierigkeit: Anspruchsvollstes manuelles Verfahren.
• Geschwindigkeit: Langsam, niedrige Abscheiderate.
• Automatisierung: Aufwendig (Drahtvorschub, Nahtverfolgung).
• Kosten: Gas, Strom, Fachpersonal.

Verdienst WIG-Schweißer?

USA (CA): ~33.000 $/Jahr (16 $/h), Spanne 31–39 k$. DE: Facharbeiter-Tarif ~3.000–3.800 €/Monat brutto (Erfahrung, Branche, Region).

Stärkstes Schweißverfahren?

WIG → sauberste, präziseste Nähte → höchste statische Festigkeit. Aber: Anwendung entscheidet – MIG/MAG für dicke Bleche/hohe Depositionsrate oft besser.

Ist WIG „Kalt-Schweißen“?

Nein. „Cold Wire“ = kalter Drahtvorschub (kein Vorwärmen). „Cold Welding“ = Festkörperfügen unter Druck (Diffusion) – anderes Verfahren.

Bestes Schutzgas?

Argon – universell, günstig, für Stahl/Edelstahl/Al. He-Zusatz nur bei dickem Al für tiefe Einbrand.

Bogentemperatur?

> 6.000 °F (~3.300 °C). Teurer als Elektrode, aber sauberer & vielseitiger (Stahl, Al, Messing, Cu).

Vor-/Nachteile kompakt?

Pro: Präzision, Vielseitigkeit, komplexe Metalle, nicht abschmelzende Elektrode. Contra: Zeitaufwand, komplexe Technik, UV-Strahlung, Gaskosten.

Erblinden Schweißer?

Ohne Schutz: Blendschaden (Photokeratitis) – vorübergehende Blindheit, Schmerzen. Chronisch: Grauer Star, Netzhautschäden. Immer Helm mit Automatikkassette (DIN 9–13) tragen.

Richtiges Wolfranschleifen?

Diamantscheibe (für Wolfram), 90° zur Scheibe, Schleifspuren längs zur Elektrode (nicht quer!). Spitze je nach Strom/DC/AC: spitz (DC), stumpf/ballig (AC).

GTAW vs. SMAW (Elektrode) vs. GMAW (MIG/MAG)?

• SMAW: Flussmittelumhüllung → Schutzgas selbstgeneriert.
• GMAW: Schutzgas aus Flasche, abschmelzende Drahtelektrode.
• GTAW: Schutzgas aus Flasche, nicht abschmelzende W-Elektrode.

GMAW vs. GTAW?

GMAW: Draht schmilzt auf → Nahtaufbau. GTAW: W-Elektrode bleibt → Zusatz separat.

Vor-/Nachteile GTAW (Tabelle)

Vorteile	Nachteile
Saubere, hochwertige Nähte	Niedrige Abscheiderate
Breites Werkstoffspektrum	Hohe Bedienkompetenz nötig
Kein Spritzer/Schlacke/Rauch	Starke UV-Strahlung
Alle Positionen möglich	Hohes Augen-Hand-Koordinationsvermögen nötig

Schwerst zu schweißendes Metall?

Aluminium – hoher Wärmeleitkoeffizient, Oxydschicht, niedriger Schmelzpunkt → Verzug, Poren, Lackschweißungen.

WIG ohne Gas?

Nein. Gas schützt Elektrode & Schmelzbad vor O₂. Brenner oft gasgekühlt → ohne Gas: Brennerüberhitzung.

Was ist Vakuumschweißen?

Kaltverfestigung kleiner Teile im Hochvakuum (Diffusionsschweißen). Beispiel: Mondstaub. Frühe Satelliten: bewegliche Teile blockierten.

Argon-Flaschenpreis?

Neu: bis 350 € (50 l, 200 bar). Miete/Pfand extra. Gasmischer (Ar/He) teurer.

CO₂ für WIG?

Nein. WIG erfordert inertes Gas. CO₂ ist aktiv (oxidierend) → poröse, spröde Nähte. Nur Ar oder Ar/He.

Ist WIG einfach?

Nein – anspruchsvollstes manuelles Verfahren. Hohe ästhetische/strukturelle Anforderungen → steile Lernkurve.

Braucht WIG Zusatzwerkstoff?

Nicht zwingend (Autogennähte), aber meist für Nahtfüllung & Festigkeit zugegeben.

Was kann ich WIG-schweißen?

Stahl, Edelstahl, Chrom-Moly, Al, Ni-Leg., Mg, Cu, Messing, Bronze, Gold. Fahrradrahmen, Wagons, Rasenmäher, Türgriffe, Kotflügel.