Das Gasmetall-Lichtbogenschweißen (GMAW) ist ein Fügeverfahren, bei dem eine kontinuierlich zugeführte massive Drahtelektrode durch einen zwischen dem Draht und dem Werkstück erzeugten Lichtbogen geschmolzen wird. Sowohl die Elektrode als auch das Grundmetall schmelzen, während ein Inertgas (oder Gasgemisch) den Schweißbereich vor atmosphärischer Kontamination schützt und so eine hochwertige Schweißnaht erzeugt.
1. Funktionsprinzip
Während des Schweißvorgangs wird die Drahtelektrode von Vorschubrollen angetrieben und über eine Kontaktspitze mit Strom versorgt. Zwischen der Drahtspitze und dem Werkstück wird ein Lichtbogen erzeugt. Die intensive Wärme des Lichtbogens schmilzt sowohl den Draht als auch das Grundmetall teilweise. Geschmolzene Tropfen lösen sich von der Drahtspitze und gelangen in das Schweißbad, das beim Abkühlen erstarrt und eine feste Schweißnaht bildet. Gleichzeitig wird Argon oder ein argonreiches Gasgemisch aus der Düse des Schweißbrenners abgegeben und umhüllt den Lichtbogen, das Schmelzbad sowie das angrenzende heiße Metall. Diese Gasabschirmung hält die Luft wirksam fern und verhindert Oxidation und Verunreinigung.
Es ist zu beachten, dass Schutzgase sich von reinem Argon zu verschiedenen Gemischen entwickelt haben. Ein typisches Beispiel ist ein argonreiches Gemisch mit 80 % Ar und 20 % CO₂. Im Allgemeinen werden Verfahren, bei denen reines Argon als Schutzgas verwendet wird, als MIG-Schweißen (Metal Inert Gas) bezeichnet, während solche, die argonreiche aktive Gasgemische verwenden, als MAG-Schweißen (Metal Active Gas) bezeichnet werden. Bezüglich des Betriebsmodus ist das halbautomatische MAG-Schweißen am weitesten verbreitet, gefolgt vom automatischen Schweißen.
Im Gegensatz zum Wolfram-Inertgas-Schweißen (TIG-Schweißen), einem Verfahren mit nicht verbrauchbarer Elektrode, dient die verbrauchbare Drahtelektrode beim GMAW sowohl als Lichtbogenträger als auch als Zusatzmaterial, wodurch kein separates Zusatzstange erforderlich ist. Dies trägt zu einer deutlich höheren Schweißeffizienz bei.
2. Hauptmerkmale
2.1. Hohe Schweißeffizienz
GMAW arbeitet mit hoher Stromdichte und konzentrierter Wärmeeinbringung, was zu einem schnellen Schmelzen des Drahts und einer Ablagerungsrate führt, die deutlich höher ist als beim TIG-Schweißen. Zudem ist die Lichtbogenzündung leicht, und die nicht schweißbezogene Hilfszeit wird verkürzt. Diese Merkmale machen GMAW besonders geeignet für das Schweißen von mittel- bis dickwandigen Platten sowie für die automatisierte Massenproduktion.
2.2. Strenge Schutzmaßnahmen erforderlich
Aufgrund des relativ hohen Schweißstroms erzeugt GMAW starke Lichtbogenstrahlung, erhebliche Spritzer und beträchtliche Rauchentwicklung. Diese stellen potenzielle Gefahren für die Augen, die Haut und die Atemwege des Bedieners dar. Daher müssen wirksame Schutzmaßnahmen ergriffen werden, einschließlich der Verwendung von automatisch abgedunkelten Schweißhelmen, lokalen Absauganlagen und spezieller Schutzkleidung, um einen sicheren Betrieb zu gewährleisten.
3. Fazit
Aufgrund seiner hohen Effizienz und ausgezeichneten Prozessanpassungsfähigkeit ist GMAW zu einem weit verbreiteten Schweißverfahren in der modernen Fertigung geworden. Der Schlüssel zur vollständigen Ausschöpfung seiner Vorteile liegt darin, strenge Sicherheitsvorkehrungen zu treffen und gleichzeitig eine hohe Produktivität aufrechtzuerhalten.
