Fügen & Verbindungstechnik

WIG-Schweißen: Prinzip, Wärmeeintrag und Nahtqualität

Thema: Fügen & Verbindungstechnik

WIG bedeutet Wolfram-Inertgas-Schweißen. Ein Lichtbogen zwischen einer nicht abschmelzenden Wolframelektrode und dem Werkstück erzeugt das Schmelzbad. Schutzgas schützt die Wirkstelle; benötigter Zusatzwerkstoff wird getrennt zugeführt. International heißt das Verfahren TIG oder GTAW.

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

Prinzip des WIG-SchweißensWIG: Elektrode, Lichtbogen und Zusatz getrenntWolframelektrodeschmilzt nicht als Zusatz abSchutzgasum Elektrode und SchmelzbadLichtbogenschmilzt GrundwerkstoffSeparater Zusatz, falls benötigtStromzufuhr und Zusatzmenge sind getrennte Stellgrößen.Eine schöne Oberfläche allein belegt keine fehlerfreie Verbindung.Prinzipbild · keine Brennerwinkel-, Abstands- oder Parametervorgabe
Eigene schematische Darstellung des Wirkprinzips. Sie zeigt keine konkrete Schweißanlage und keine tatsächliche Arbeit aus meiner Werkstatt.

Das Prinzip Schritt für Schritt

Prinzip des WIG-SchweißensWIG: Elektrode, Lichtbogen und Zusatz getrenntWolframelektrodeschmilzt nicht als Zusatz abSchutzgasum Elektrode und SchmelzbadLichtbogenschmilzt GrundwerkstoffSeparater Zusatz, falls benötigtStromzufuhr und Zusatzmenge sind getrennte Stellgrößen.Eine schöne Oberfläche allein belegt keine fehlerfreie Verbindung.Prinzipbild · keine Brennerwinkel-, Abstands- oder Parametervorgabe

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.

  1. Die Wolframelektrode führt den Schweißstrom. Sie ist nicht der abschmelzende Zusatzwerkstoff wie ein MIG/MAG-Schweißdraht.
  2. Inertes Schutzgas schirmt den empfindlichen Bereich gegen die Umgebung ab. Eine passende Gasführung muss mit der Erfassung von Gefahrstoffen vereinbar sein.
  3. Der Lichtbogen schmilzt den Grundwerkstoff lokal auf. Strom, Spannung, Geschwindigkeit und Wärmeabfuhr beeinflussen das Ergebnis gemeinsam.
  4. 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.

GrößeEigener RechenfallBedeutung
Elektrische Leistung10 V × 100 A = 1.000 WMomentanleistung im angenommenen konstanten Fall
Weglänge pro Sekunde2 mmGleichförmige Brennerbewegung
Lichtbogenenergie je Länge1.000 W / 2 mm/s = 500 J/mmNoch 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.

Patrick Mehner

Patrick Mehner aus Mittweida hat seine Optimum BF 20 selbst auf CNC umgerüstet und erklärt auf cnc-modellbau.org CNC-Technik für den Modellbau – von G-Code über CAD bis zur Messtechnik.

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