Eigenschaften Schutzgas-Komponenten

Mit Hilfe von Schutzgasen kann der Schweissprozess vielfältig beeinflusst und anwendungsspezifisch optimiert werden. Deshalb sollten die Schutzgase sehr gezielt gemäss ihren Eigenschaften eingesetzt werden. Hierzu ist erforderlich, dass die Gasart bzw. das Gasgemisch entsprechend den gewünschten Wirkungseffekten ausgewählt wird. Die Optimierungsmöglichkeiten umfassen nahezu alle für den Schweissprozess relevanten Faktoren:

Physikalische Gaseigenschaften wirken auf Werkstoffübergang, Einbrandtiefe, Einbrandform, Schweissgeschwindigkeit und Zündverhalten. Gase mit geringerer Ionisationsenergie, wie beispielsweise Argon, erleichtern das Zünden und das Stabilisieren des Lichtbogens im Vergleich zu Gasen mit höherer Ionisationsenergie wie Helium. Dagegen ist Helium beim Laserstrahlschweissen besser zur Kontrolle des Plasmas und somit zur Kontrolle der Einschweisstiefe geeignet. Die Dissoziationsenergie mehratomiger Zumischkomponenten erhöht den Wärmeeintrag in den Grundwerkstoff durch die bei der Rekombination frei werdende Energie.

Die Wärmeleitfähigkeit beeinflusst Nahtformung, Schweissbadtemperatur, Benetzungsverhalten, Schweissbadentgasung und Schweissgeschwindigkeit. So lassen sich Schweissgeschwindigkeit und Einbrandverhalten beim MIG- und WIG-Schweissen von Aluminiumwerkstoffen durch Helium-Zugabe beachtlich steigern. Beim WIG-Schweissen rostbeständiger Stähle wird der gleiche Effekt durch Wasserstoff-Zugabe erzielt.

Chemische Eigenschaften beeinflussen das metallurgische Verhalten und die Nahtoberfläche der Schweissnaht. So führt Sauerstoff beispielsweise zu Abbrand von Legierungselementen und zu dünnflüssigen Schmelzbädern, zu viel Kohlendioxid dagegen zu Zubrand von Kohlenstoff bei legierten Werkstoffen. Argon und Helium verhalten sich metallurgisch neutral, während Wasserstoff reduzierend wirkt.

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