Dieser Artikel kann Ihnen helfen, beim MSG-Schweißen (Metall-Schutzgas-Schweißen) die besten Ergebnisse zu erzielen.
tragungsmodi beim Metall-Schutzgas-Schweißen () spielen eine entscheidende Rolle für die erreichbare Qualität und Produktivität eines Schweißvorgangs. Diese Modi werden durch die Stromquelle Schweißparameter (Stromstärke und Spannung) sowie das Schutzgas beeinflusst. Sie wirken sich ebenfalls auf die Schweißeigenschaften des Schweißdrahts aus – also auf dessen Handhabung, Lichtbogenstabilität, Nahtbild und vieles mehr.
Beim MSG-Schweißen gibt es vier Hauptübertragungsmodi, die jeweils eigene Merkmale, Einschränkungen und ideale Einsatzbereiche aufweisen – siehe Abb. 1. Jeder Modus beeinflusst zudem die Wahl des Schweißdrahts und der Stromquelle. Kurzschluss-, Tropfen- und Sprühlichtbogenübertragung benötigen eine Stromquelle mit konstanter Spannung, während der gepulste Sprühlichtbogenmodus eine fortschrittlichere Stromquelle mit spezifischen Pulswellenformen erfordert.
Beim Kurzschlussübertragungsmodus berührt der Schweißdraht das Grundmaterial, wodurch ein Kurzschluss entsteht, der das Schweißgut in die Fuge überträgt. Dieser Kurzschluss erfolgt 90 bis 200 pro Sekunde.
Dieser Modus arbeitet mit niedrigeren Parametern (Drahtvorschubgeschwindigkeit und Spannung) und erzeugt geringere Abschmelzleistungen, was ihn langsamer macht als andere Modi. Dennoch ist er sehr vielseitig für Schweißarbeiten in allen Positionen und an dünneren Materialien (üblicherweise 3 mm oder weniger), insbesondere bei Verwendung von Massivdraht. Auch Fülldraht kann in diesem Modus verwendet werden. Für beide Drahtarten eignet sich ein Schutzgasgemisch aus ca. 75 % Argon und 25 % CO2.
Der Kurzschlussübertragungsmodus kann auch für dickere Materialien eingesetzt werden, allerdings besteht aufgrund der geringeren Schweißparameter die Gefahr unvollständiger Durchschweißung und mangelnder Verschmelzung. Auf der anderen Seite kann die geringere Wärmeeinbringung Verzug reduzieren. Je nach Materialstärke ist dieser Modus anfällig für Spritzer, was ihn für Schweißer weniger attraktiv macht und den Nacharbeitsaufwand erhöhen kann.
Was die Handhabung betrifft, ist die Kurzschlussübertragung für Schweißer relativ einfach zu steuern, erfordert jedoch mitunter etwas Geschick beim Schweißen in steigender Position. Aufgrund der niedrigeren Einstellungen ist ein enger und gleichmäßiger Abstand zwischen Kontaktspitze und Werkstück (CTWD) erforderlich.
Der Tropfenübertragungsmodus liegt zwischen Kurzschluss- und Sprühlichtbogenübertragung. Während des Schweißens gelangen große, meist unregelmäßig geformte Tropfen, die größer als der Drahtdurchmesser sind, über den Lichtbogen in das Schmelzbad. Dieser Modus arbeitet mit höheren Drahtvorschubgeschwindigkeiten und Spannungen als der Kurzschlussmodus, was die Produktivität steigert, aber zu erhöhtem Spritzeraufkommen führt, das entfernt werden muss und für den Schweißer hinderlich sein kann.
Die Tropfenübertragung wird oft mit gasgeschützten Fülldrähten (FCAW) und 100 % CO2 als Schutzgas verwendet, was das Verfahren kostengünstig macht. Sie eignet sich für Werkstoffe ab etwa 3 mm Dicke. Allerdings entsteht beim FCAW-Schweißen Schlacke, die manuell entfernt werden muss.
Da die Tropfenübertragung mit höheren Schweißparametern und somit größerer Wärmeeinbringung arbeitet, kann der Kontaktspitzenabstand auf etwa 20 bis 25 mm verlängert werden.
Schweißer schätzen die Sprühlichtbogenübertragung besonders, da sie einen sehr ruhigen und einfachen Prozess bietet: Der Lichtbogen ist stabil und die Schweißgeschwindigkeit höher als bei anderen Modi. Wie der Name schon sagt, werden winzige Tröpfchen (kleiner als der Drahtdurchmesser) in einem feinen Strahl über den Lichtbogen ins Schmelzbad übertragen. Das erhöht die Abschmelzleistung, sorgt für vollständige Durchschweißung und Verschmelzung sowie für ein sehr gutes Nahtbild bei minimalem Spritzeraufkommen.
Der Sprühlichtbogen arbeitet mit relativ hohen Stromstärken und Spannungen und ermöglicht dadurch eine hohe Produktivität. In Kombination mit Fülldraht für Flach- und Horizontalpositionen kann die Produktivität weiter gesteigert werden, da hohe Schweißgeschwindigkeiten und geringes Spritzeraufkommen erreicht werden – der Nacharbeitsaufwand nach dem Schweißen sinkt oder entfällt.
Der Sprühlichtbogenmodus wird in der Regel bei Materialien ab 3 mm Dicke und insbesondere für unlegierte Stähle und Aluminium eingesetzt. Er arbeitet bei relativ hohen Spannungen mit Schutzgasgemischen von etwa 80 % Argon und 20 % CO2, ohne dass größere Gefahr für Einbrandkerben besteht; diese können jedoch auftreten, wenn der Lichtbogen zu lang ist.
Beim Schweißen im gepulsten Sprühlichtbogenmodus nehmen Schweißer einen charakteristischen Klangunterschied im Vergleich zu anderen Modi wahr. Dies liegt daran, dass die Stromquelle zwischen hohem Spitzenstrom oder -spannung und niedrigem Grundstrom pendelt. Während der Spitzenphase wird ein kleiner Tropfen vom Draht abgelöst und in das Schmelzbad befördert, während in der Grundphase kein Schweißgut übertragen wird. Dieser Zyklus wiederholt sich 30 bis 400 Mal pro Sekunde.
Das Schweißen von Aluminium im gepulsten Modus erfordert zwar mehr Können, ist aber bei anderen Werkstoffen leichter. Schweißer erhalten eine sehr gute Kontrolle über Lichtbogenstart und -ende sowie über das Nahtbild. Die geringere Wärmeeinbringung senkt zudem das Risiko von Verzug.
Dieser Modus ermöglicht höhere Schweißgeschwindigkeiten und verringert die Spritzerbildung deutlich, was die Produktivität im Vergleich zu anderen Modi steigert. In Kombination mit Fülldraht können auch außerpositionelle Schweißungen durchgeführt werden, wobei die Vorteile dieses Zusatzwerkstoffs – hohe Abschmelzleistung, geringe Spritzerbildung und gute Spaltüberbrückung – voll zum Tragen kommen. Auch Massivdraht kann erfolgreich eingesetzt werden. Die Schutzgasgemische variieren je nach Draht, umfassen jedoch in der Regel mindestens 80 % Argon.
Für optimale Ergebnisse und konstante Qualität wird beim gepulsten Sprühlichtbogen ein Kontaktspitzenabstand von ca. 20 mm empfohlen.
Zu wissen, welche Zusatzwerkstoffe mit welchem Übertragungsmodus am besten eingesetzt werden können, sowie die Vor- und Nachteile der einzelnen Prozesse, hilft Schweißern, eine gleichbleibend hohe Nahtqualität zu erzielen.
Auch wenn bestimmte Modi langsamer sind als andere, hat jeder seine Berechtigung im jeweiligen Schweißprozess. Entscheidend ist, die verschiedenen Übertragungsmodi mit den passenden Parametern und für die richtige Anwendung einzusetzen, um das bestmögliche Ergebnis zu erzielen.
