WIG Brenner + Ersatzteile

Aufbau und Funktion des WIG Brenners

Der WIG Brenner dient beim WIG Schweißen zum Steuern von Lichtbogen und Schutzgas. Er ist über das Schlauchpaket mit dem WIG Schweißgerät verbunden und besteht aus einer ergonomischen Griffschale mit Schaltermodul sowie dem Brennerkörper mit Brennerkopf. In diesem wird die nicht abschmelzende Wolframelektrode mittels Spannhülse fixiert. Sie erzeugt zwischen Elektrodenspitze und Werkstück einen Lichtbogen, der den Strom zum Aufschmelzen des Werkstoffs überträgt. Somit lassen sich qualitativ hochwertige Schweißnähte erreichen, die durch ihre feine Zeichnung optisch ansprechend sind, geringer Nacharbeit durch ein Schweißnahtreinigungsgerät bedürfen und eine sehr gute mechanische Güte aufweisen.

Schutzgas schirmt das entstehende Schmelzbad von der Umgebung ab, damit keine Reaktion mit der Luft stattfindet. Es wird über das Schlauchpaket zugeführt, strömt aus der Gasdüse an der Brennerspitze und erzeugt eine Schutzgasglocke. Deren Ausbildung und Strömungsverhältnisse lassen sich durch die passende Wahl der Gasdüse je nach Anwendung spezifisch beeinflussen. Unterstützend kann zudem eine Gaslinse zum Einsatz kommen. Sie erzeugt vor dem Eintritt in die Düse eine möglichst verwirbelungsarme, laminare Strömung und stabilisiert somit die Schutzgasglocke.

Was beinhaltet das WIG Schweißverfahren?

Das Wolfram-Inertgas-Schweißen (WIG-Schweißen) ist neben dem Wolfram-Plasmaschweißen (WP-Schweißen) eine Art des Wolfram-Schutzgasschweißens, bei dem die stromleitende Wolframelektrode nicht abschmilzt, sondern lediglich den gewünschten Lichtbogen zwischen Brenner und Werkstück erzeugt. Oftmals findet sich auch die Abkürzung TIG, welche für die englische Bezeichnung tungsten-inert gas welding (TIG welding) steht und somit das technisch identische Verfahren beschreibt.

Als Schutzgas kommen Argon und Helium oder ein Mischgas aus beiden zum Einsatz. Dies sind Inertgase, welche den Lichtbogen und das Schmelzbad gegen die Umgebung abschirmen. Somit werden vor allem Reaktionen mit Sauerstoff unterbunden, um Anlassfarben und Gefügeänderungen mit Porenbildung zu vermeiden.

Während die MIG/MAG-Schweißverfahren lediglich mit Gleichstrom arbeiten, kommen beim WIG-Schweißen je nach Anwendung Gleichstrom, Wechselstrom oder pulsierender Gleichstrom zum Einsatz.

WIG-Schweißen mit Gleichstrom

Das WIG-Schweißverfahren mit Gleichstrom, auch WIG-Gleichstromschweiße genannt, kommt überwiegend beim Schweißen von legierten Stählen und NE-Metallen wie Kupfer und Nickel sowie deren Legierungen zum Einsatz. Hierbei stellt die Wolframelektrode den Minuspol dar, von dem aus die Elektronen zum Werkstück fließen. Dieses bildet den Pluspol, an dem die auftreffenden Elektronen für eine starkes Erhitzen und damit für ein Aufschmelzen des Werkstoffs sorgen.

WIG-Schweißen mit Wechselstrom

Bei Leichtmetallen, vor allem Aluminium, findet das WIG-Verfahren mit Wechselstrom Anwendung. Es wird auch als WIG-Wechselstromschweißen bezeichnet, wobei die Wolframelektrode und das Werkstück abwechselnd den Plus- und Minuspol darstellen. Somit ändert sich die Flussrichtung der Elektronen. In der negativen Halbwelle fließen diese von der negativ gepolten Wolframelektrode zum Werkstück und schmelzen dieses beim Auftreffen auf. In der positiven Halbwelle bewegen sich die Elektronen dagegen vom negativ geladenen Werkstück zur positiven Elektrode. Dabei wird die hochschmelzende Oxidschicht an der Oberfläche des Werkstücks aufgebrochen.

WIG-Schweißen mit pulsierendem Schweißstrom

WIG-Schweißverfahren mit pulsierendem Schweißstrom ermöglicht ein geringe Wärmeeinbringung. Dies führt zu einer hohen Nahtqualität und geringem thermischem Verzug des Werkstücks. Den Minuspol stellt die Wolframelektrode dar, die benötigte Wärmemenge wird impulsartig genau dosiert in den Werkstoff eingebracht, wodurch dieser nur lokal begrenzt aufschmilzt. Das WIG-Impulsschweißen eignet sich dadurch besonders für dünnwandige Werkstücke sowie dem Schweißen in Zwangslagen und zur Spaltüberbrückung.

Wie ist der WIG-Brenner aufgebaut?

Der WIG-Schweißbrenner schließt das Schlauchpaket bedienerseitig ab und ermöglicht beim Schweißen das genaue Führen des Lichtbogens. Die für den Schweißprozess benötigten Medien wie Strom und Schutzgas werden durch den Schweißbrenner dem Prozess zugeführt und lassen sich mittels Schalter/ Taster am Griff gezielt steuern. Ist für die Schweißnaht zusätzliches Material nötigt, wird dieses meist händisch von außen mittels Schweißstab zugegeben.

Während beim MIG/MAG-Schweißen die Drahtelektrode in das Schweißbad übergeht, arbeitet das WIG-Verfahren mit einer nicht abschmelzenden Wolframelektrode. Sie wird von einer Spannhülse im Brenner fixiert, welche die Übertragung des elektrischen Stroms gewährleistet. Dieser fließt durch die Wolframelektrode zum Werkstück. Im Übergang bildet sich je nach Geometrie der Elektrodenspitze ein charakteristischer Lichtbogen, dessen Form maßgebend für die Einbrandtiefe sowie die Qualität der Schweißnaht ist.

Das Schutzgas wird über das WIG-Schlauchpaket dem Brenner zugeführt. Es umströmt die Wolframelektrode, tritt gebündelt aus der konzentrisch angeordneten Gasdüse aus und schirmt Lichtbogen sowie Schweißbad von der Umgebungsluft ab. Die Wahl der Gasdüse erfolgt je nach Anwendung, um die passende Ausbildung der Schutzgasglocke zu erreichen. Unterstützend kann zudem eine Gaslinse zum Einsatz kommen. Diese erzeugt vor dem Eintritt in die Düse eine möglichst verwirbelungsarme, laminare Strömung und stabilisiert somit den Schutzgasstrahl an der Spitze des Brenners.

Was ist bei der Auswahl des WIG-Brenners zu beachten?

Leistungsbereich und Einschaltdauer

Wesentliche Kriterien bei der Auswahl des Brenners sind der Leistungsbereich und die Einschaltdauer. Beide Werte gemeinsam sind ein Maß für die Belastbarkeit des Brenners. Die Leistung wird als Stromstärke in Ampere (A) angegeben. Die Einschaltdauer (ED) bezeichnet das Verhältnis von Schweißdauer zu Abkühlphase. Je höher dieser Wert ist, desto größer ist die mögliche Einsatzzeit des Brenners. Beispielsweise bedeutet die Angabe 100 A (60% ED), dass der Brenner bei einer Zykluszeit von 10 Minuten über 6 Minuten mit einer Leistung von 100 A arbeiten kann, die restlichen 4 Minuten sind Abkühlzeit.

Gaskühlung/ Wasserkühlung

Die Art der Kühlung leitet sich direkt aus dem Leistungsbereich und damit der Belastbarkeit des Brenners ab

• Bei einer Belastbarkeit bis ca. 160 A (60% ED) bei Wechselstrom beziehungsweise 230 A (60% ED) bei Gleichstrom kommen gasgekühlte Brenner zum Einsatz.
• Darüber hinaus werden wassergekühlte Brenner verwendet. Sie leiten die aus dem Schweißprozess entstehende überschüssige Wärmemenge über einen zusätzlichen Kühlwasserkreislauf ab, wodurch bis zu 100% ED erreicht werden können.

Schlauchpaket

Es verbindet das Schweißgerät mit dem Brenner und führt die für den Betrieb notwendigen Medien wie Strom, Schutzgas sowie ggf. die Flüssigkühlung. Entscheidend bei der Auswahl sind

• ein geringes Gewicht und eine hohe Flexibilität für ergonomisches, präzises Arbeiten
• die Schlauchpaketlänge (üblicherweise 4m oder 8m) für einen ausreichend großen Aktionsradius und eine erhöhte Zugänglichkeit
• der passende Maschinenanschluss auf Seiten des Schweißgeräts.

Welche Ersatzteile/ Verschleißteile werden beim WIG-Schweißen eingesetzt?

Beim WIG-Brenner sind häufiger benötigte Ersatzteile die Komponenten Wolframelektrode, Spannhülsengehäuse, Spannhülse, Brennerkappe, Gasdüse und Gaslinse. Sie sind für einen zuverlässigen Betrieb des Brenners und ein optimales Schweißergebnis entscheidend, da sie die Betriebsmedien wie Strom und Schutzgas übertragen. Dabei unterliegen sie einer thermischen/ elektrischen Beanspruchung und verschleißen. Dies kann jedoch durch die Wahl der optimal abgestimmten Verschleißteile reduziert werden. SAWELDO hat hier im Shop ein breites Angebot passender Originalteile zu fairen Konditionen.

Wolframelektrode

Im Gegensatz zum MIG/MAG-Verfahren schmilzt die Wolframelektrode (auch WIG-Elektrode oder Schweißnadel genannt) beim WIG-Verfahren nicht ab. Sie dient lediglich zum Erzeugen des Lichtbogens, der großen Einfluss auf die Qualität der Schweißnaht und die Einbrandtiefe hat. Seine Ausbildung wird dabei wesentlich von der Geometrie der Spitze sowie der Werkstoffzusammensetzung der Elektrode beeinflusst. Die Spitzengeometrie (üblich ist ein Winkel von 30°) wird mittels Anschleifgerät erzeugt, die Auswahl der passenden Elektrode erfolgt entsprechend des Schweißverfahrens anhand der Farbkennzeichnung.

Elektroden nach Norm DIN EN ISO 6848 bei SAWELDO

SAWELDO bietet für jede Anwendung die passende Wolframelektrode. Dies umfasst die folgenden Typen, detaillierte Informationen finden Sie hier.

• WL20, Kennfarbe blau
• WR02, Kennfarbe türkis
• Lymox Lux, Kennfarbe pink-grau
• Lymox, Kennfarbe pink
• WL15, Kennfarbe gold
• WC20, Kennfarbe grau
• W, Kennfarbe grün

Spannhülsengehäuse

Das Spannhülsengehäuse wird in das freie Ende des Brennerhalses eingeschraubt und stellt dort das Verbindungsstück zwischen Brenner, Gasdüse sowie Spannhülse dar. Ausgangspunkt für die richtige Wahl sind dabei Brennertyp und Durchmesser der Elektrode. Diese wird fixiert, indem die Brennerkappe beim Aufschrauben die passende Spannhülse in den Sitz des Spannhülsengehäuses drückt. Über Bohrungen im Gehäuse gelangt das Schutzgas in die aufgeschraubte Gasdüse. Um eine gleichmäßige, laminare Ausströmung zu erreichen, ist die zusätzliche Verwendung einer Gaslinse möglich.

Spannhülse

In Kombination mit der Brennerkappe sorgt die Spannhülse für einen festen Sitz der Elektrode im Brennerkopf. Dies ermöglicht ein präzises Führen des Lichtbogens. Über die Klemmung erfolgt die Übertragung der elektrischen Leistung, weshalb ein zuverlässiger, gut leitender und möglichst großflächiger Kontakt zwischen den Komponenten wichtig ist.

Brennerkappe

Die Brennerkappe deckt das stumpfe Ende der Elektrode ab und verhindert den Kontakt mit deren freien Ende, um vor Verletzungen sowie Stromschläge zu schützen. Je nach Bauart zieht bzw. drückt die Brennerkappe die Spannhülse in deren Sitz und sorgt somit für eine Fixierung der Schweißnadel. Es gibt sie in unterschiedlichen Längen, vorwiegend in kurz, mittel und lang. Die Wahl richtet sich nach der Länge der verwendeten Elektrode. Eine kurze Ausführung ermöglicht beispielsweise einen kompakten Brennerkopf, welcher bei engem Bauraum eine gute Zugänglichkeit bietet.

Gasdüse

WIG-Gasdüsen bestehen meist aus Keramik oder Glas, wobei letztere einen Blick auf die Spitze der Wolframnadel ermöglicht. Sie haben die Aufgabe, durch eine möglichst stabile, laminare Strömung die gewünschte Schutzgasglocke zu erzeugen.

Die Wahl der passenden Düse hängt von der benötigten Gasabdeckung und der Zugänglichkeit der Schweißnaht ab. So sorgt ein breiter Öffnungsdurchmesser für eine großflächige Abschirmung des Schweißbads gegenüber der Umgebung. Dies ist vor allem bei leicht oxidierenden Werkstoffen wie Edelstählen, Aluminium und Titan von Bedeutung. Hier führt der Kontakt des Schmelzbades mit Sauerstoff zu unerwünschten Anlauffarben und Beeinträchtigungen des Gefüges, beispielsweise durch Porenbildung.

Bei schwer zugänglichen Stoßarten wie Eck-, Schräg- oder Mehrfachstoß muss jedoch meist ein Kompromiss zwischen optimaler Gasabdeckung und Zugänglichkeit gefunden werden, indem die Gasdüse einerseits so lang und schlank wie nötig ausfällt, der Öffnungsdurchmesser andererseits so weit als möglich gewählt wird. Hier kommt es auf die Erfahrung des Schweißers an. SAWELDO bietet eine breite Auswahl unterschiedlicher Düsenformen an und unterstützt Sie gerne bei der Entscheidungsfindung.

Gaslinse

Um eine möglichst laminare, gleichmäßige Strömung des Schutzgases zu erreichen, werden im WIG-Schweißbrenner oftmals zusätzlich Gaslinsen verwendet. Sie fächern den Gasstrom auf, bevor dieser in die Düse eintritt. Somit ergibt sich ein gleichmäßiges Strömungsbild und dadurch eine erhöhte Qualität der Schweißnaht.

Kaltdrahtzuführung

Die Kaltdrahtzuführung ist optional und sorgt für eine Entlastung des Schweißers, indem dieser den Zusatzwerkstoff nicht von Hand zugibt, sondern analog zum MIG/MAG-Verfahren über einen automatischen Drahtvorschub durch das WIG-Schlauchpaket. Neben einem komfortableren Arbeiten steigert dies zudem die Qualität der Schweißnaht durch eine gleichmäßige Zugabe des Werkstoffs.

WIG-Brenner von TBI bei Saweldo.de

SAWELDO bietet WIG-Schweißbrenner von TBi in den Varianten FX (=flexibler Brennerhals), V (=Ventilbrenner) und V/FX (Ventilbrenner mit flexiblem Brennerhals), welche die genannten Anforderungen herausragend erfüllen. Es kann zwischen den Ausführungen TBI Precision Griff oder Griffrohr gewählt werden.

• TBi Precision Griff
  • für gas- und wassergekühlte TIG/ WIG-Brenner
  • ergonomischer, ausbalancierter Griff mit Grip für ermüdungsfreies Arbeiten
  • Optional unterschiedliche Schaltermodule PrecisionSwitch Dual (PSD), Doppeltaster mit Poti sowie Doppelhebel
  • Maschinenanschluss und die Steuerleitung passend auswählbar
  • Hochspannungsfester Brenner (bis 12kV)
  • Brennerkörper in den Ausführungen starr, flexibel (FX) und AW sowie XCT für leistungsstarke, wassergekühlte Brenner
  
• Griffrohr
  • Für gas- und wassergekühlte WIG/TIG-Brenner
  • Robuste Ausführung
  • Einfachste Handhabung
  • Kompakter Handgriff
  • Griffrohr gerippt oder glatt, mit Gummi- oder Lederschlauch
  • Leichter, wartungsarmer Aufbau
  • Hochspannungsfest bis min. 12kV
  • V-Versionen Ventil (V) und Ventil/Flexibel (V/FX)
  • Unterschiedliche Schalter wählbar