Produktion 15.07.2011, 12:09 Uhr

Schweißschutzgase treiben die Produktion voran

Moderne Schweißschutzgase sind längst kein reines Verbrauchsmaterial mehr, sondern treiben Qualität, Rationalisierung und Kostensenkung in der Produktion voran. Hier sind praxiserfahrene Berater gefragt

Zwar ist in der Metallverarbeitung noch häufig von Gasen als Hilfsstoffen die Rede, doch spielen sie für die unterschiedlichen Schweißverfahren eine immer wichtigere Rolle. Bernd Hildebrand, Leiter Technologie-Management Schweißen & Schneiden bei der Messer Group, Krefeld, kennt den Grund: „Schweißschutzgase haben einen entscheidenden Einfluss auf den Schweißprozess, obwohl sie bei den Fertigungsprozessen nicht direkt verbraucht werden, sondern nach Erfüllung ihrer Funktion – dem Schutz des Schweißbereichs vor der Umgebungsluft und der Beeinflussung des Prozesses – in die Atmosphäre entweichen.“

Sie nehmen dabei Einfluss auf die Qualität des Produktes sowie auf die Wirtschaftlichkeit in der Produktion, ohne im Produkt materiell zu verbleiben. Gase zum Schweißen, aber auch zum Schneiden, findet man bei vielen industriellen Anwendungen – beim Trennen wie etwa beim Plasma-, Laser- oder autogenen Brennschneiden, aber auch bei vielen Fügeverfahren wie dem Metall-Aktivgasschweißen (MAG), dem Metallinert-Gasschweißen (MIG) oder dem Wolframinert-Gasschweißen (WIG), und ebenso bei den modernen Laserschweiß- beziehungsweise Laserhybridverfahren.

Da alle Schweißverfahren der Lichtbogentechnik zum Schutz des schmelzflüssigen Schweißbads vor der Atmosphäre eine Schutzgasabschirmung benötigen, hängt die Wettbewerbsfähigkeit der Fertigung immer mehr von der richtigen Kombination aus geeignetem Schweißschutzgas, passendem Schweißzusatzwerkstoff und dem eingesetzten Werkstoff ab. „Als Schutzgase kommen inerte, oxidierende, reduzierende und quasi-inerte Gase oder deren Gemische zum Einsatz“, erläuterte Gilles Le Van, Direktor Marketing und Entwicklung von Air Liquide Deutschland, Düsseldorf. Aufgrund ihrer unterschiedlichen chemischen Reaktivität, so Le Van, eigneten sich die verschiedenen Gase jeweils für andere Einsatzbereiche. Während etwa Helium und Argon chemisch inaktiv seien, reagierten aktive Gase wie Sauerstoff und Kohlendioxid (CO2) an der Schweißstelle unterschiedlich, was sich immer auf das Schweißergebnis auswirke.

Lichtbogenschweißprozesse werden in der Industrie am häufigsten angewendet

Besonders zu berücksichtigen ist, dass es nicht nur ein Verfahren des Schweißens gibt, sondern einige hundert Schweißprozesse mit jeweils verschiedenen Verfahrensvarianten. Klaus Middeldorf, Hauptgeschäftsführer des DVS, Deutscher Verband für Schweißen und verwandte Verfahren in Düsseldorf, bemerkte dazu: „Beim Thema Gase denkt man zunächst an das Gasschweißen mit Brenngas, in der Regel Acetylen und Sauerstoff. Dieses Verfahren hat jedoch nur noch eine geringe wirtschaftliche und technische Bedeutung.“ Heute würden in der Industrie am häufigsten Lichtbogenschweißprozesse angewendet. Bei diesen Verfahren gebe es zwar auch Prozesse, bei denen kein Gas zugeführt wird. Das leitende Plasma entstehe dann im Wesentlichen durch verdampfendes Metall, durch Umschmelzen von Bestandteilen in der Umhüllung oder durch zugeführtes Pulver. Auf diese Weise werde ein Schutzgas gebildet.

„Es sind oftmals nicht allein die reinen Gasprodukte, sondern das dazugehörende Expertenwissen, das zu Verbesserungen und Prozessoptimierungen führt“, betont Marco Ameye, Bereichsleiter Metallbau Europa bei Air Products, Bochum. Was sein Unternehmen ausmache, sei ein tiefgehendes Verständnis der Kundenanforderungen. In diesem Sinne werde beispielsweise erheblicher Aufwand betrieben, um Schutzgasmischungen durch Umstellung auf drei Komponenten zu optimieren. Dazu gehörten sowohl zahlreiche Studien mit Instituten für Schweißtechnik als auch die konkreten praktischen Erfahrungen der Kunden, die natürlich in die Produktentwicklung mit einflössen. Jeffrey Kramer, Vizepräsident und Geschäftsführer für den globalen Bereich Flaschengase bei Air Products, ergänzte: „Viele Kunden betrachten Gas als reines Verbrauchsmaterial. Dabei lassen sich durch kleine, aber entscheidende Hinweise unserer Experten zum Einsatz des richtigen Gases viele Prozesse deutlich verbessern.“

Allein Praxair bietet 40 verschiedene Schweißschutzgase an

Auch Praxair, Düsseldorf, das auf eine fast 100-jährige schweißtechnische Erfahrung zurückblicken kann, will mit seinen Produktlinien das passende Schweißschutzgas für individuelle Kundenforderungen bieten. „Im Laufe der Zeit haben sich Schweißschutzgase von einem reinen Hilfsstoff hin zu einem wichtigen Faktor mit aktiver Einflussnahme auf den Schweißprozess entwickelt“, ergänzte Jacqueline Pipa von der Praxair Deutschland Holding die Aussagen ihrer Branchenkollegen. Deshalb umfasse die von ihrem Unternehmen angebotene Produktpalette an Gasen zum Schweißen über 40 Reinstgase und Gasgemische. Durch diese Vielfalt sei es möglich, jedem Anwender ein Produkt zu bieten, das optimal zu seinem individuellen Anwendungsfall passe.

So leisten moderne Schweißschutzgase einen erheblichen Beitrag zur Qualitätsverbesserung, Rationalisierung und Kostensenkung. „Da hat es in den letzten Jahren einen regelrechten Schub gegeben“, betonte Ulf Jenter, Leiter Schweißen und Schneiden im Geschäftsbereich Technische Gase der Westfalen AG, Münster. Als Beispiel aus der Produktpalette seines Unternehmens nannte er Sagox 7S, ein Gasgemisch aus den Komponenten Argon, CO2 und Sauerstoff. Das habe man 2009 zum MAG-Schweißen von unlegiertem Stahl entwickelt. Der inzwischen einjährige Praxiseinsatz bei den Kunden bestätige, was die Testreihen ergeben hätten: Spritzerminimierung, reduzierte Schlackenbildung und verbessertes Fließverhalten. Dadurch fielen letztlich deutlich weniger kostspielige Nacharbeiten an.

Ein Beitrag von:

  • Dietmar Kippels

    Redakteur VDI nachrichten im Ressort Produktion. Fachthemen: Maschinenbau, CAD, Lasertechnik

  • Uwe Schamari

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