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

WIG-Schweißen oder GTAW steht für „Wolfram-Inertgasschweißen“ (Tungsten Inert Gas) und „Gas-Tungsten-Lichtbogenschweißen“ (Gas Tungsten Arc Welding).

Was ist Schweißen?

Schweißen ist ein Fertigungsverfahren, das Metalle und Thermoplaste durch Wärmeeinwirkung verbindet. Die Bauteile schmelzen an der Nahtstelle und erstarren formschlüssig. Entweder wird das Grundmaterial direkt verschmolzen oder ein Zusatzwerkstoff füllt die Fuge.

Der elektrische Lichtbogen

WIG/GTAW gehört zum Lichtbogenschweißen – dem am häufigsten eingesetzten Fügeverfahren für metallische Bauteile mittels Lichtbogenwärme.

WIG-/GTAW-Prozess

Der Lichtbogen brennt zwischen der nicht verbrauchbaren Wolframelektrode und dem Werkstück. Er wird durch inerte Schutzgase (Argon, Helium oder Gemische) vor atmosphärischen Einflüssen geschützt.

Zweck des Schutzgases:

• Stabiler, definierter Lichtbogen
• Keine Schlackenbildung
• Höchste Nahtqualität
• Schutz des Schmelzbades vor Oxidation und Stickstoffaufnahme durch Gasglocke

Wolframelektrode

Wolfram wird wegen seines extrem hohen Schmelzpunkts (3.422 °C) verwendet. Die Elektrode erzeugt Lichtbogentemperaturen um 10.000 K. Zur Verbesserung der Stromtragfähigkeit, Elektronenemission, Lichtbogenstabilität und Erhöhung des Schmelzpunkts werden 1–2 % Thoriumoxid (ThO₂) oder Zirkoniumoxid (ZrO₂) dotiert. Gängige Elektrodendurchmesser: 0,8–5 mm.

Schweißbrenner & Prozessablauf

Der Brenner (Handstück) führt die Wolframelektrode. Schutzgas strömt durch die Gasdüse über die Elektrode in den Lichtbogenbereich – verbessert Wärmeabfuhr, ermöglicht höhere Ströme. Brenner sind wassergekühlt (Wassermantel).

Zusatzwerkstoff kann manuell oder automatisch zugeführt werden, ist aber nicht zwingend (Autogenschweißen möglich).

1. Strom einschalten → Lichtbogen zündet über Inertgasmedium
2. Lichtbogen schmilzt Grundmaterial und/oder Zusatzdraht
3. Erstarren → fester Formschluss

Ohne Zusatzdraht wird die Stromstärke werkstoffabhängig angepasst. WIG eignet sich für manuelles und automatisiertes Schweißen, ideal für dünne Bleche (bis ca. 6 mm Dicke).

Wichtig – Stromartwahl:

• Wechselstrom (HF-AC): Bei oxidbildenden Werkstoffen (Aluminium, Magnesium) – Hochfrequenz-Zündung durchbricht Oxidschicht.
• Gleichstrom (DC): Für Stähle, Edelstähle, Kupfer, Titan, Nickel etc.

Schweißbare Werkstoffe

• Aluminium & Legierungen
• Stahl (unlegiert, niedriglegiert)
• Edelstahl (rostfrei)
• Gusseisen
• Siliziumbronze
• Titan
• Nickel & Legierungen
• Kupfer
• Kohlenstoffstähle
• Magnesium etc.

Anwendungsbereiche – Wo hohe Nahtqualität gefordert ist

WIG-Schweißen bietet:

• Konzentrierte Wärmeeinbringung → schmales Wärmeeinflussgebiet
• Effektiven Schutzgasüberzug
• Unabhängigkeit von Zusatzwerkstoff
• Keine Nachbehandlung nötig (keine Schlacke, kein Spritzer)
• Zugänglichkeit schwerer Stellen

Typische Branchen:

• Offshore-Industrie (Rohrleitungen, Plattformen)
• Kraftwerksbau (Kessel, Rohrleitungen)
• Petrochemie / Chemieindustrie (Apparate, Behälter)
• Lebensmittelindustrie (Hygiene-Rohrleitungen, Behälter)
• Kerntechnik (höchste Qualitätsanforderungen)
• Luft- und Raumfahrt
• Fahrzeugbau (Aluminiumkarosserien)
• Rohrleitungsbau (Wurzelbeilagen, Decklagen)

Steigende Qualitätsanforderungen machen WIG zum Standard für kleine Rohrdimensionen und Wurzellagen in dickwandigen Bauteilen (unlegiert & legiert).