Das MIG-Schweißen ist ein Lichtbogenschweißverfahren, bei dem zwei Metalle mittels einer abschmelzenden Drahtelektrode miteinander verbunden werden. Während der Draht den Schweißlichtbogen zündet, wird der Schweißbereich durch ein Schutzgas vor Verunreinigungen geschützt. Dieses Verfahren gewann zwischen den späten 1940er- und frühen 1950er-Jahren weltweit an Popularität, insbesondere zum Schweißen von Aluminium und anderen gängigen Metallen.

Einige Jahrzehnte später hat sich das MIG-Schweißen als eines der attraktivsten Schweißverfahren etabliert, da es durch seine Geschwindigkeit sowie gleichbleibende Qualität und Konsistenz überzeugt. Aufgrund des einfachen und unkomplizierten Prozesses ist das MIG-Schweißen der ideale Einstieg für Schweißer, die später auf komplexere Schweißtechniken umsteigen können.

Was ist MIG-Schweißen?

Das Metall-Inertgasschweißen (MIG) ist eine Unterkategorie des Metall-Schutzgasschweißens (GMAW). Bei diesem Schweißverfahren werden die Grundwerkstoffe durch einen Schweißstrom miteinander verbunden. Das Zusatzmetall wird kontinuierlich durch die Schweißpistole zugeführt. Während der elektrische Lichtbogen den Draht schmilzt, verbindet er sich mit den Grundmetallen im Schmelzbad. Gleichzeitig strömt das Schutzgas entlang der Schweißpistole, um das Schweißbad vor atmosphärischer Verunreinigung zu schützen.

Obwohl das MIG- und das TIG-Schweißen in vielerlei Hinsicht ähnlich sind, gibt es einige wesentliche Unterschiede. Beim MIG-Schweißen wird eine abschmelzende Drahtelektrode verwendet, die sich mit den Grundwerkstoffen im Schmelzbad verbindet, während beim TIG-Schweißen eine nicht abschmelzende Wolframelektrode zum Einsatz kommt und das Zusatzmetall optional separat zugeführt wird.

Mit der Weiterentwicklung und Diversifizierung des Drahtschweißverfahrens wurden verschiedene Schutzgase für unterschiedliche Metalle und Schweißverfahren entwickelt. Das Metall-Aktivgasschweißen (MAG) hat sich neben dem MIG-Schweißen etabliert und ermöglicht verschiedene Schweißergebnisse und Materialkombinationen wie zum Beispiel für Baustahl.

Unterschied zwischen MIG- und MAG-Schweißen

Sowohl das Metall-Inertgasschweißen (MIG) als auch das Metall-Aktivgasschweißen (MAG) sind Schmelzschweißverfahren und gehören zur GMAW-Familie. Sie werden oft als ein Schweißverfahren betrachtet, da sich der Prozess – abgesehen vom Schutzgas – nicht unterscheidet. Beide Verfahren werden mit der gleichen Schweißmaschine durchgeführt.

• Beim MIG-Schweißen kommen inerte Schutzgase wie Argon, Helium, Stickstoff oder Mischungen daraus zum Einsatz. Diese Gase sind während des Schweißens stabil und geben keine Partikel an die Schweißnaht ab. Das MIG-Verfahren wird hauptsächlich zum Schweißen von Aluminium, Magnesium, Kupfer, Titan und anderen NE-Metallen und Legierungen verwendet.
• Das MAG-Schweißen nutzt aktive Schutzgase oder Mischungen aus aktiven und inerten Gasen (CO2, Ar + 2 bis 5 % O2, Ar + 5 bis 25 % CO2 und Ar + CO2 + O2). Die zwei gängigsten aktiven Gase beim MAG-Schweißen sind Sauerstoff und Kohlendioxid. Aufgrund der hohen Temperaturen beim Schweißen zerfallen diese Gase und verändern die chemische Zusammensetzung der Schweißnaht. Diese Methode wird bevorzugt für Baustahl (insbesondere für unlegierten Stahl) und Edelstahl eingesetzt.

MAG-Schweißen wird bevorzugt, wenn die chemischen und mechanischen Eigenschaften der Schweißnaht gezielt verändert werden sollen.

Ablauf des MIG-Schweißens

Zuerst müssen alle Metalle gründlich gereinigt werden. Rost und Verunreinigungen sollten mit einer Metallbürste entfernt werden. Wie bei jedem Schweißprojekt ist das Tragen geeigneter Schutzausrüstung unerlässlich. Anschließend kann mit dem eigentlichen Schweißprozess begonnen werden.

Funktionsweise des MIG-Schweißens

Das MIG-Schweißen arbeitet mit einer Stromquelle, die eine konstante Spannung liefert, um einen Lichtbogen zu erzeugen, der das Grundmaterial mit dem kontinuierlich zugeführten Draht verschmilzt. Gleichzeitig wird ein Inertgas aus einem Vorratsbehälter zur Schweißpistole geleitet, um das Schmelzbad gleichmäßig vor Verunreinigungen zu schützen.

Vor der Verwendung einer MIG-Schweißmaschine sollten einige grundlegende Aspekte bekannt sein. Nachfolgend finden Sie wichtige Details, die Sie beachten sollten.

Metallübertragungsarten

Das MIG-Schweißen bietet verschiedene Übertragungsmodi für den Draht, die je nach Anwendung, Metalltyp oder gewünschtem Ergebnis unterschiedliche Vorteile bieten.

• Kurzlichtbogenschweißen (auch als Dip-Transfer oder Mikrodraht bekannt) – Hierbei entsteht ein Kurzschluss, sobald der Draht das Schmelzbad berührt. Die Maschine wird mit niedriger Spannung betrieben, wodurch die Schweißperle klein bleibt. Ein Nachteil dieses Verfahrens ist, dass es nicht für dickere Materialien geeignet ist.
• Globularübertragung – Hier werden Strom und Spannung über die empfohlenen Maximalwerte hinaus erhöht, wodurch ein unkontrollierter Kurzschluss entsteht. Das geschmolzene Metall tropft mit einem größeren Durchmesser als der zugeführte Draht in das Schweißbad. Dieses aggressive Verfahren führt zu unruhigen Schweißnähten und verstärkter Spritzerbildung. Es eignet sich vor allem für dickere Materialien, da große Tropfen und hohe Wärmeeinwirkung für gute Durchdringung sorgen. Allerdings verändern hohe Temperaturen die Mikrostruktur des Metalls und führen zur Ausbildung der Wärmeeinflusszone (HAZ).
• Sprühlichtbogen – Eine weitere Erhöhung von Strom und Spannung sorgt für eine hohe Auftragsrate, vergleichbar mit einem Wasserstrahl. Diese Technik eignet sich optimal zum Verbinden dickerer Materialien und ermöglicht eine sehr gute Durchdringung mit feinen Tröpfchen aus geschmolzenem Metall. Sprühlichtbogenschweißen liefert feste, optisch ansprechende Nähte mit wenig Spritzern, da keine Kurzschlüsse auftreten. Aufgrund der hohen Wärmeentwicklung ist diese Methode für dünne Materialien jedoch ungeeignet.
• Impulsbetrieb – Häufig verwendet zum Schweißen von Edelstahl und Aluminium, vereint dieser Modus die Vorteile der anderen Übertragungsarten unter gleichzeitiger Minimierung der Nachteile. Das Material wird kontrolliert tropfenweise übertragen. Die Pulse sorgen für spritzerfreie Schweißnähte und geringe Wärmeeinbringung, wodurch auch dünnere Materialien bearbeitet werden können.

Drahtelektrode

Für unterschiedliche Projekte und Metalle stehen verschiedene Drahtelektroden zur Verfügung. Da diese durch das gleiche Drahtvorschubsystem laufen, verhalten sie sich unterschiedlich im Schweißprozess und liefern jeweils charakteristische Ergebnisse.

1. Massivdraht ist der meistverwendete Draht unter MIG-Anwendern, da er kostengünstig und einfach zu handhaben ist. Er wird üblicherweise auf großen Rollen angeboten und kann in verschiedenen Winkeln genutzt werden. Typische Massivdrähte werden mit einem Schutzgasgemisch aus 72/25 Argon und CO2 verwendet.
2. Fülldraht benötigt kein externes Schutzgas, da das Pulver bereits im Draht integriert ist. Tatsächlich handelt es sich hierbei um ein eigenes Schweißverfahren, das sogenannte Fülldrahtschweißen (FCAW), welches oft mit derselben Ausrüstung durchgeführt werden kann. Fülldraht bietet hohe Mobilität, da kein separates Gas mitgeführt werden muss, und eignet sich besonders für den Außeneinsatz und windige Bedingungen. Der Nachteil ist die Entstehung von Schlacke, weshalb eine gute Metallbürste für die Reinigung empfehlenswert ist.

Inertgas

Während die Metalle im Schweißbereich verschmelzen, wird das Schutzgas durch die Schweißpistole zugeführt, um das Schmelzbad vor Verunreinigungen zu schützen. Diese inaktiven Gase beeinflussen die Materialeigenschaften nicht und reagieren nicht mit dem Schweißgut.

Die am häufigsten verwendeten Gase sind Argon und Helium, die aufgrund ihrer Kosten gelegentlich mit anderen Gasen gemischt werden.

Alternativ können teilinert Gase mit geringen Anteilen an Kohlendioxid (CO2) verwendet werden. CO2 ist günstiger als Argon und Helium und ermöglicht eine tiefere Durchdringung, führt jedoch zu mehr Spritzern. Daher ist nach dem Schweißen eine gründlichere Reinigung erforderlich.

In speziellen Fällen werden kleine Mengen nicht-inert Gase eingesetzt, um die Durchdringung zu erhöhen. Dabei ist zu beachten, dass Sauerstoff zu Rostbildung und Oxidation führen kann, was die Schweißnahtqualität beeinträchtigt.

Schweißbrenner

Der Schweißbrenner ist ein spezialisiertes Werkzeug zum Verschmelzen und Verbinden von Metallen. MIG-Brenner bieten vielfältige Einsatzmöglichkeiten für verschiedene Materialstärken und Metalle. Ähnlich wie beim TIG-Schweißen werden MIG-Brenner in zwei Typen unterteilt:

• Gasgekühlte Brenner sind für die meisten kleineren Schweißprojekte ausreichend. Bei größeren Arbeiten kann jedoch Überhitzung auftreten.
• Wassergekühlte Brenner eignen sich für höhere Ströme und liefern mehr Leistung. Sie ermöglichen zudem eine bessere Kontrolle über die Kontaktdüse, sind jedoch 20–30 % teurer und erfordern ein wassergekühltes System in der Schweißmaschine.

Neben der Wahl des richtigen Brenners ist es wichtig, die passenden Komponenten für das jeweilige Projekt zu verwenden. Dazu gehören die sogenannten Liner in der Schweißpistole, die für eine reibungslose Drahtförderung sorgen. Liner müssen auf die Metallart und den Drahtdurchmesser abgestimmt werden.

Beachten Sie, dass es vier verschiedene Düsentypen gibt: versenkt, bündig, herausragend und verstellbar. Die einfachste Methode zur Auswahl der passenden Düse ist die Berücksichtigung der verwendeten Drahtelektrode.

Stromquelle

Die Stromquelle beim MIG-Schweißen ist in der Regel auf Gleichstrom eingestellt, da sie eine konstante Spannung liefert. Im Gegensatz dazu arbeiten TIG- und Elektrodenschweißen bei manchen Materialien mit Wechselstrom. Moderne MIG-Schweißgeräte korrigieren den Strom automatisch bei Änderungen der Lichtbogenlänge und Drahtgeschwindigkeit, was für einen stabilen Schmelzpool sorgt.

• Gleichstrom, positive Polarität – Bei DCEP (Direct Current Electrode Positive) oder umgekehrter Polarität fließen die Elektronen von der Elektrodenspitze zum Grundmaterial. Diese Einstellung ist am weitesten verbreitet, da sie einen stabilen Lichtbogen, bessere Nahtqualität, gute Durchdringung und wenig Spritzerbildung gewährleistet. Geeignet für dünne und dicke Materialien.
• Gleichstrom, negative Polarität – Bei DCEN (Direct Current Electrode Negative) oder gerader Polarität wandern die Elektronen vom Grundmaterial zur Elektrodenspitze. Diese Methode bietet zwar eine höhere Abschmelzleistung, jedoch mit Nachteilen wie geringer Durchdringung und unzureichender Wärmeeinbringung. Sie eignet sich nicht für dicke Materialien, aber gelegentlich für dünnes Blech.
• Wechselstrom – AC wird beim Metall-Inertgasschweißen kaum eingesetzt. Es findet Anwendung beim Schweißen von NE-Metallen unter engen Budgetvorgaben. Andere Schweißverfahren sind jedoch oftmals vorzuziehen, da mangelnde Lichtbogenkontrolle und Spritzerbildung problematisch sein können.

Vorteile des MIG-Schweißens

1. Durch den kontinuierlich zugeführten Draht kann zügig und ohne Unterbrechung geschweißt werden.
2. Ein MIG-Brenner eignet sich problemlos für horizontale, vertikale oder flache Schweißpositionen.
3. Das MIG-Schweißen ist sauberer als die meisten anderen Schweißverfahren, da nur wenig Schlacke und minimale Spritzer entstehen. Die Qualität und Optik des Wolfram-Inertgasschweißens (TIG) bleiben jedoch weiterhin unerreicht.
4. MIG-Schweißen zählt zu den einfachsten Schweißtechniken.
5. Es ist für eine breite Palette von Metallen und Legierungen geeignet.
6. Die Maschine ermöglicht das Einstellen verschiedener Parameter wie Drahtvorschubgeschwindigkeit und Stromstärke.

Nachteile des MIG-Schweißens

1. Andere Schweißverfahren bieten teilweise eine bessere Kontrolle über die Schweißnaht (z. B. TIG-Schweißen).
2. MIG-Schweißgeräte haben vergleichsweise hohe Anschaffungskosten.
3. Für Außeneinsätze ist MIG in der Regel ungeeignet, eine Ausnahme bildet der Einsatz von Fülldraht.
4. Die Mobilität ist eingeschränkt, da MIG-Schweißgeräte inklusive Drahtrollen und Schutzgasflasche recht schwer sind.
5. Im Brennerdüsenbereich kann sich Schweißspritzer ablagern, da der Draht kontinuierlich zugeführt wird.

Wichtige Hinweise

Das MIG-Schweißen ist ein kosteneffizientes und vielseitiges Verfahren und zählt zu den attraktivsten Schweißmethoden – insbesondere im industriellen Umfeld. Es wird häufig in der Blechbearbeitung eingesetzt, aber auch bei dickeren Werkstücken ist es gängig.

Das MIG-Verfahren lässt sich mit Schweißrobotern automatisieren und ist daher in der Serienfertigung – neben dem Punktschweißen – die meistgenutzte Methode. In der Automobilindustrie ersetzt es häufig das Widerstands- und Kaltpressschweißen. Unternehmen setzen auf MIG/MAG-Schweißen, um die Produktionskapazität zu steigern und gleichzeitig Qualität und Effizienz zu gewährleisten.

Dank kontinuierlicher Forschung und Entwicklung in Bezug auf Schutzgase, Polaritäten und weitere Einflussfaktoren wird die Bedeutung des MIG/MAG-Schweißens in der Fertigungsindustrie auch in den kommenden Jahrzehnten ungebrochen bleiben.