WIG-Schweißen: Prinzip, Wärmeeintrag und Nahtqualität
Thema: Fügen & Verbindungstechnik
WIG ist interessant, wenn sich Wärmezufuhr und Zusatzmenge gezielt führen lassen sollen. Daraus folgt jedoch weder automatisch die höchste Festigkeit noch die beste Wirtschaftlichkeit. Entscheidend sind Werkstoff, Bauteilgeometrie, Nahtvorbereitung, Prozessführung und Prüfung. Der Vergleich mit anderen Fügeverfahren beginnt deshalb bei der Aufgabe, nicht bei einer Rangliste mit Sternen.
So entsteht die Verbindung
Das Prinzip Schritt für Schritt
Startet nur auf Wunsch. Pause hält den aktuellen Stand fest. Die Darstellung läuft in Lerngeschwindigkeit; sie simuliert keine Maschinensteuerung. Ohne Bewegung erklären Grafik und Liste denselben Inhalt.
- Die Wolframelektrode führt den Schweißstrom. Sie ist nicht der abschmelzende Zusatzwerkstoff wie ein MIG/MAG-Schweißdraht.
- Inertes Schutzgas schirmt den empfindlichen Bereich gegen die Umgebung ab. Eine passende Gasführung muss mit der Erfassung von Gefahrstoffen vereinbar sein.
- Der Lichtbogen schmilzt den Grundwerkstoff lokal auf. Strom, Spannung, Geschwindigkeit und Wärmeabfuhr beeinflussen das Ergebnis gemeinsam.
- Wenn Zusatz erforderlich ist, wird er separat zugeführt. Die Verbindung wird anhand ihrer Anforderungen beurteilt; das Nahtbild allein ist kein Festigkeitsnachweis.
Gleichstrom, Wechselstrom und Zusatz richtig einordnen
Für viele Stahl- und Edelstahlaufgaben wird Gleichstrom mit negativ gepolter Elektrode verwendet. Beim üblichen WIG-Schweißen von Aluminium kommt häufig Wechselstrom zum Einsatz: Die Phasen übernehmen unterschiedliche Aufgaben bei Wärmeeintrag und Oxidreinigung. Die passende Betriebsart ergibt sich aus Werkstoff, Gerät und qualifiziertem Verfahren; „Aluminium“ allein ist noch keine Einstellanweisung.
Argon sowie geeignete argon- oder heliumbasierte Schutzgase gehören zum WIG-Verfahren. Die Auswahl hängt vom Anwendungsfall ab. Die Schutzgasmenge lässt sich nicht aus einem beliebigen Literwert im Internet übernehmen: Brennerausrüstung, Zugluft und Geometrie verändern die tatsächliche Abschirmung. Ein verschmutzter oder berührter Elektrodenbereich kann den Prozess ebenfalls beeinträchtigen.
Rechenbeispiel: Lichtbogenenergie je Nahtlänge
Für ein vereinfachtes Beispiel mit konstantem Gleichstrom, konstanter Spannung und gleichmäßiger Bewegung gilt: EL = U × I / v. Bei U in Volt, I in Ampere und v in mm/s ergibt sich J/mm. Mit frei gewählten 10 V, 100 A und 2 mm/s sind das 500 J/mm beziehungsweise 0,5 kJ/mm. Bei 4 mm/s wären es rechnerisch 250 J/mm.
| Größe | Eigener Rechenfall | Bedeutung |
|---|---|---|
| Elektrische Leistung | 10 V × 100 A = 1.000 W | Momentanleistung im angenommenen konstanten Fall |
| Weglänge pro Sekunde | 2 mm | Gleichförmige Brennerbewegung |
| Lichtbogenenergie je Länge | 1.000 W / 2 mm/s = 500 J/mm | Noch ohne Prozesswirkungsgrad |
TWI unterscheidet diese Lichtbogenenergie von der Wärmeeinbringung unter Berücksichtigung eines Prozesswirkungsgrades. Das Beispiel berechnet weder eine Werkstücktemperatur noch eine geeignete Schweißeinstellung. Bei gepulsten oder zeitlich veränderlichen Verläufen ist außerdem der tatsächliche Leistungsverlauf zu berücksichtigen; das Produkt beliebiger Mittelwerte genügt nicht automatisch.
Was eine gute Naht ausmacht
Meine Prüffragen wären: Ist die geforderte Verbindung geometrisch vorhanden? Gibt es unzulässige Poren, Bindefehler oder Risse? Bleiben die Anschlussflächen maßhaltig? Welche Prüfung verlangt die spätere Beanspruchung? Die Antworten gehören zusammen. Eine gleichmäßige Schuppung ist sichtbar, die innere Beschaffenheit jedoch nicht vollständig.
Für ein gedachtes gefrästes Bauteil mit angeschweißtem Halter würde ich die Funktionsmaße vor und nach dem Fügen vergleichen und die Messstellen vorher festlegen. Der Beitrag zur Verformung von Bauteilen erklärt, warum Wärmeeintrag und Einspannung nicht ohne Auswirkungen bleiben. Ein Messprotokoll hält Sollwerte, Ergebnisse und Prüfbedingungen nachvollziehbar fest.
Wenig sichtbarer Rauch bedeutet nicht wenig Gefährdung
Die DGUV beschreibt beim WIG-Schweißen unter anderem Ozon, Metallrauche und Zersetzungsprodukte von Verunreinigungen. Geeignete Erfassung an der Entstehungsstelle und die abgestimmte Schutzgasführung gehören zusammen. Der Lichtbogen erfordert geeigneten Augen-, Gesichts- und Hautschutz sowie Abschirmung gegenüber anderen Personen. Elektrische Sicherheit, heiße Teile und der sichere Umgang mit Gasen kommen hinzu; eine offene Werkstatttür ersetzt die Schutzmaßnahmen nicht.
Einordnung für CNC-Modellbau
Meine praktische Grundlage ist eine selbst auf CNC umgerüstete Optimum BF 20. Daraus leite ich keine eigenen Schweißerfahrungen oder Schweißausstattung ab. Für diesen Blog ist WIG vor allem als möglicher Folgeprozess eines gefrästen Bauteils relevant: Schon im CAD-Baugruppenmodell sollten Zugänglichkeit, spätere Bearbeitungsflächen und Prüfbarkeit berücksichtigt werden.
Häufige Fragen
Ist WIG nur Handarbeit? Nein. Das Verfahren kann manuell, mechanisiert oder automatisiert eingesetzt werden. Die getrennte Zusatzführung schließt Automatisierung nicht aus.
Ist eine WIG-Naht grundsätzlich stärker als eine MIG/MAG-Naht? Nein. Eine solche Aussage ohne Werkstoff, Nahtausführung, Verfahren und Prüfung ist nicht belastbar.
Quellen und fachliche Einordnung
Primärquellen, geprüft am 24.10.2026. Eigene Lehrbeispiele und schematische Grafiken. Produkt- und Verfahrensangaben gelten im jeweils beschriebenen Zusammenhang.