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Das Merkblatt DVS 0934:2025-01 „WIG-Schweißen – Ausrüstung und Geräte“ erläutert die zum Wolfram-Inertgas-Schweißen (WIG) metallischer Werkstoffe erforderlichen Grundausrüstungen sowie Hilfs- und Schutzeinrichtungen. Darüber hinaus liefert es den Anwendern Hinweise zu deren sachgerechter Beurteilung und Verwendung. Last, but not least werden Hilfseinrichtungen beschrieben, die zum teil- und vollmechanischen Einsatz des Verfahrens eingesetzt werden.
Bei diesem Beitrag handelt es sich um einen Auszug. Den vollständigen Beitrag finden Sie im Produkt „Die Schweißaufsicht im Betrieb“.
Inhaltsverzeichnis
Geltungsbereich: WIG-Schweißen metallischer Werkstoffe
Beim Wolfram-Inertgas-Schweißen (WIG-Schweißen) handelt es sich um ein Schweißverfahren aus der Gruppe des Schutzgasschweißens, welches zum Lichtbogenschweißen zählt, das wiederum zum Schmelzschweißen zählt.
Wichtige Begriffe und Abkürzungen
| Begriff | Abkürzung |
|---|---|
| Wolfram-Inertgas-Schweißen (Tungsten Inert Gas Welding) | WIG (TIG) |
| Einschaltdauer in Prozent | ED [%] |
| Spannung in Volt | U [V] |
| Strom in Ampere | I [A] |
| Arc Voltage Control (lichtbogenspannungsabhängige Brennerabstandsregelung) | AVC |
| Unfallverhütungsvorschrift | UVV |
| elektromagnetische Felder | EMF |
| elektromagnetische Verträglichkeit | EMV |
Ausrüstung und Geräte für das WIG-Schweißen
Zur Grundausrüstung einer flüssigkeitsgekühlten WIG-Schweißanlage gehören z.B.:
- Gasversorgung: Schutzgas und Wurzelschutz
- Kühlgerät: Umlaufkühlung
- Zündhilfe
- Steuerung: Stromanstieg und -absenkung, Pulsen, Anlagensteuerung etc.
- Stromquelle: Gleich- und/oder Wechselstrom, Zündhilfe
- Brenneranschluss
- Drahtvorschubeinheit: Kaltdraht, Heißdraht
- Brenner-Support: Höhenverstellung (AVC), Pendeleinheit, Abtastung (alternativ)
- Brenner: (mechanisch geführt) mit Schlauchpaket
- Brenner: (manuell geführt) mit Schlauchpaket
- Brennerzentralanschluss
Tipp der Redaktion
Fachbuch „Arbeitsschutz in der Schweißtechnik“
- Arbeitssicherheit beim Schweißen
- Pflichten der Schweißaufsichtsperson
- Pflichten des Arbeitgebers
- Arbeitssicherheit auf Baustellen und in Werkstätten
- Checklisten für die Arbeitssicherheit
Infos zur Stromquelle
Die Stromquelle liefert die für den Lichtbogen zum WIG-Schweißen notwendige Energie.
Um größere Schweißstromänderungen bei unterschiedlichen Lichtbogenlängen zu verhindern, bedarf es einer Konstantstromkennlinie bzw. einer fallenden Stromcharakteristik. Der Arbeitsbereich der Stromquelle folgt aus den Schnittpunkten der Lichtbogenkennlinie mit der geringsten sowie der höchsten einstellbaren Stromquellenkennlinie.
Ob mit Gleich- oder Wechselstrom gearbeitet wird, hängt von der Art der zu schweißenden Werkstoffe ab. Grundsätzlich ist es möglich, WIG-Stromquellen auch beim Lichtbogenhandschweißen einzusetzen. Die Zündung des WIG-Lichtbogens erfolgt per Berührungszündung (Lift Arc) oder Hochspannungsimpulseinrichtung.
Hinweis
Beim WIG-Schweißen kommen hauptsächlich elektronische Stromquellen mit primär oder sekundär getakteten Leistungsteilen zur Anwendung. Primär getaktete Stromquellen sind durch eine kompakte Bauweise und ein geringes Gewicht charakterisiert. Auch ältere Stromquellen, die noch mit Transduktoren oder Thyristoren arbeiten, werden noch eingesetzt.
Schweißen mit Gleichstrom ist die Regel
Beim WIG-Verfahren wird in der Regel mit Gleichstrom und einer negativ gepolten Wolframelektrode geschweißt. Diese Polung hat gegenüber einer positiven Polung eine höhere Wärmeeinbringung in das Werkstück sowie eine geringere Erwärmung der Wolframelektrode zur Folge.
In diesen Fällen wird mit Wechselstrom geschweißt
Das Schweißen von Aluminium- und Magnesiumwerkstoffen erfordert grundsätzlich die Verwendung von Wechselstrom. Abhängig von der Form des Wechselstroms erfolgt bei diesen Wechselstromquellen unter Umständen eine Stabilisierung des Lichtbogens durch Hochspannungsimpulse.
Mittels veränderbarer Polaritätszeiten sowie unterschiedlicher Amplitudengrößen (Balance) innerhalb einer Wechselstromperiode lassen sich bei den elektronischen Stromquellen zusätzlich die Einbrandform und die Reinigungswirkung steuern.
Im Falle von Stromquellen mit rechteckförmigem Strom- und Spannungsverlauf (Square Wave) und bei elektronischen Stromquellen mit automatisch gesteuerter Lichtbogenzündung im Wechsel der Polarität und während des Polaritätswechsels bedarf es keiner Hochspannungsimpulse zur Lichtbogenstabilisierung. Hierbei handelt es sich um einen sehr großen Vorteil beim vollmechanischen WIG-Schweißprozess, weil durch den Wegfall der Hochspannungsimpulse keine Störungen auftreten, die auf das Umfeld einwirken (Roboterbetrieb usw.).
Beim Aluminiumschweißen entsteht eine Gleichrichterwirkung, welche die Lichtbogenstabilität und eine kontinuierliche Reinigungswirkung beim sinusförmigen Wechselstrom beeinträchtigt.
Hinweise zu den Stromquellenkenndaten
Auf dem Typenschild der jeweiligen Stromquellen sind die Schweißbetriebsarten sowie alle weiteren technischen Daten angegeben.
Die Angaben der maximal zulässigen Schweißstromwerte mitsamt den Einschaltdauern (ED) in % beziehen sich auf einen Zeitraum von zehn Minuten.
Beispiel: 60 % ED beinhalten sechs Minuten Schweißen und vier Minuten Pause.
Die genormten Werte für den WIG-Schweißbetrieb folgen aus:
- DIN EN IEC 60974-1 (VDE 0544-1) „Lichtbogenschweißeinrichtungen – Teil 1: Schweißstromquellen“ oder
- DIN EN IEC 60974-6(VDE 0544-6) „Lichtbogenschweißeinrichtungen – Teil 6: Schweißstromquellen mit begrenzter Einschaltdauer“
Messung der Schweißstromstärke
Die Messung oder die Registrierung der Schweißstromstärke erfolgt in Ampere (A):
- bei Gleichstromquellen als Mittelwert
- bei Wechselstromquellen als Effektivwert
Messung der Schweißspannung
Die Messung und die Registrierung der Schweißspannung erfolgen in Volt (V):
- bei Gleichspannung als Mittelwert
- bei Wechselspannung als Effektivwert
Messung der Leerlaufspannung
Die Messung und die Registrierung der Leerlaufspannung erfolgen in Volt (V).
Eine etwaige elektrische Gefährdung hängt von der Höhe der Leerlaufspannung sowie der Stromart (Gleichstrom, Wechselstrom) ab. Vor dem Hintergrund, dass die Leerlaufspannung je nach Geräteausführung sehr unterschiedlich ausfallen kann, erfolgt die Messung oder die Registrierung der zulässigen Werte als Scheitel- oder Effektivwerte, die den Werten der nachstehenden Tabelle entsprechen müssen.
| Einsatzbedingung | Leerlaufspannung Maximalwerte in V | ||
| Spannungsart | Scheitelwert | Effektivwert | |
| erhöhte elektrische Gefährdung | Gleichspannung | 113 | – |
| Wechselspannung | 68 | 48 | |
| ohne erhöhte elektrische Gefährdung | Gleichspannung | 113 | – |
| Wechselspannung | 113 | 80 | |
| begrenzter Betrieb ohne erhöhte elektrische Gefährdung | Gleichspannung | 113 | – |
| Wechselspannung | 78 | 55 | |
| Lichtbogenbrenner maschinell geführt | Gleichspannung | 141 | – |
| Wechselspannung | 141 | 100 | |
| Plasmaverfahren | Gleichspannung | 500 | – |
| Wechselspannung | – | – | |
| unter Wasser mit Personen im Wasser | Gleichspannung | 65 | – |
| Wechselspannung | unzulässig | unzulässig | |
Autor: Lic.jur./Wiss.Dok. Ernst Schneider
Ernst Schneider ist Experte für technisches Recht und Normung. Er berät technologieorientierte Unternehmen und ist Mitglied im Ausschuss Normenpraxis des DIN e.V.