Wie man Aluminium richtig mit MIG oder WIG schweißt: Ein Guide für Aluschweißen

Aluminium ist bekannt für seine Leichtigkeit und Festigkeit und daher ein gefragter Werkstoff in Bereichen wie dem Bau von Fahrzeugkarosserien oder Weltraumausrüstungen. Das Schweißen von Aluminium ist manchmal jedoch aufgrund der schnellen Oxidation bei Kontakt mit Luft schwierig.

Aluminium und Aluschweißen: Was Sie wissen müssen

Im Gegensatz zum Stahlschweißen sind hier mehr Besonderheiten zu beachten. Eine davon ist, dass mit inertem Gas geschweißt wird. Das bedeutet, dass das verwendete Schutzgas nicht mit der Umgebung reagiert. Üblicherweise wird in Europa Argon verwendet, wenn Bleche bis 12 mm Dicke geschweißt werden. Ansonsten wird ein Argon-Helium-Gemisch verwendet. Außerdem muss die Oxidschicht vor dem Schweißen entfernt werden. Wie dies am besten geschieht, wird weiter unten beschrieben.

Was bedeutet Aluschweißen?

Aluminiumwerkstoffe werden häufig mit dem WIG- oder MIG-Verfahren geschweißt. Beim WIG-Verfahren wird der Lichtbogen mit einer nicht abbrennenden Wolframelektrode zum Werkstück hin gezündet. Der Zusatzwerkstoff wird von Hand zugeführt. Beim MIG-Verfahren dagegen wird der Lichtbogen zwischen einer abschmelzenden Drahtelektrode gezündet. Durch elektromagnetische Kräfte wird der geschmolzene Draht in die Schweißfuge transportiert.

Beim Verbindungsschweißen werden zwei Werkstücke miteinander verbunden. Daneben gibt es noch das Auftragschweißen. Hier wird durch den Schweißprozess eine Schicht auf die Oberfläche aufgebracht, um die chemischen oder physikalischen Eigenschaften zu verändern.

Alu vs. Stahl: Unterschiede bei der Verarbeitung

Die Verarbeitung von Stahl ist im Vergleich zu Aluminium relativ einfach. Beim Schmelzschweißen von Stahl sind weniger Punkte zu beachten. Wie bereits erwähnt, sind das Schweißgas und die Oxidschicht zu beachten.

Herausforderung Aluminiumoxid

Wie andere Metalle auch, bildet Aluminium an der Luft eine Oxidschicht. Bei Eisenmetallen wird diese Schicht als Rost bezeichnet. Der Rostprozess kann mehrere Tage dauern. Anders verhält es sich beim Aluminiumschweißen. Bereits nach wenigen Sekunden ist das Werkstück mit einer dünnen Schicht überzogen, die sich mit dem Luftsauerstoff bildet.

Problematisch wird diese Schicht dadurch, dass sie eine höhere Schmelztemperatur aufweist als der Grundwerkstoff selbst. Dies kann sich bei der Bearbeitung als problematisch erweisen, da eine Durchmischung der Werkstoffe verhindert wird.

Die hochschmelzende Oxidschicht lässt sich am besten mechanisch mit einem Winkelschleifer und einem Schleifteller entfernen.

Typen von Aluminiumlegierungen und ihre Eigenschaften

Aluminiumlegierungen sind äußerst vielfältig. Reines Aluminium hat einen Reinheitsgrad von 99,5 %. Die Werkstoffbezeichnung lautet Al99,5. Werden andere Legierungsbestandteile beigemischt, ändern sich die mechanischen und chemischen Eigenschaften. Zulegierungen werden häufig eingesetzt:

• Magnesium
• Silizium
• Mangan
• Kupfer
• Zink

Neben Knet- und Gusslegierungen gibt es aushärtbare und naturharte Aluminiumwerkstoffe. Knetwerkstoffe sind alle Werkstoffe, die nicht gegossen werden. Also zum Beispiel auch unsere Aluminiumprofile, die geschweißt werden.

Tipps zum Schutzgasschweißen von Aluminium

Bitte achten Sie auf Sauberkeit beim Schweißen von Aluminium. Verunreinigtes Material, verschmutzte Schleifscheiben oder ein feuchter Gasschlauch können das Ergebnis schnell negativ beeinflussen. Entstehen schwarze Spuren an der Schweißnaht, ist dies oft ein Hinweis auf unsauberes Arbeiten.

MIG-Schweißen von Aluminium: Ein detaillierter Blick

Ein beliebtes Verfahren beim Alu Schweißen ist das MIG-Verfahren. Hier brennt im Lichtbogen eine Endlos-Elektrode, die auf einer Rolle aufgerollt ist, zwischen Werkstück und Brenner. Ein Gasschutz wird durch die Gasdüse am Brenner zugefügt. MIG-Schweißgeräte sind sehr universell und können unter anderem, nach wechsel des Schweißdrates, Gas und der Drahtsehle auch Stahl verarbeiten.

So sieht ein MIG-Brenner aus:

Es ist auch sinnvoll, eine Schweißstromquelle zu verwenden, die im Wechselstrommodus betrieben werden kann. Dies führt zu weniger Auseinandersetzung mit der Oxidschicht, da diese bei der Minus-Halbwelle immer wieder aufgebrochen wird.

Wie funktioniert das MIG-Schweißen beim Aluminium?

Beim MIG-Verfahren ist es wichtig, eine Drahtseele aus Teflon in das Schlauchpaket einzubauen. Dies liegt daran, dass Drahtseelen aus Stahl zu viel Abrieb im Schlauchpaket erzeugen würden. Außerdem muss ein geeignetes Schutzgas verwendet werden. Bei der Vorschubrolle sollte eine dreieckige Form gewählt werden, da diese den weichen Aluminiumdraht besser transportieren kann.

Die Vor- und Nachteile des MIG-Schweißen mit Aluminium

Der Hauptvorteil liegt auf der Hand. MIG ist ein sehr schnelles Verfahren mit relativ geringer Wärmeeinbringung. Gekaufte Schweißstromquellen können mit geringen Modifikationen auch für Stahl oder Edelstahl verwendet werden. Allerdings ist MIG nicht das sauberste Verfahren. Wenn feine Nähte erforderlich sind, kann das WIG-Verfahren besser geeignet sein.

Auswahl des richtigen Schweißdrahts und Schweißzusatzes für Alu

Im Gegensatz zu anderen Schweißverfahren wird immer ein Schweißdraht verwendet. Eine Beratung im Fachhandel sollte immer Bestandteil der Schweißaufgabe sein. Es gibt Tausende von Schweißzusätzen auf dem Markt. Ein falscher Zusatzwerkstoff kann zu negativen Ergebnissen wie Rissen in der Schweißnaht führen.

Hier noch ein Intressantes Video zu modernen Schweißzusätzen:

Schweißen von Aluminiumlegierungen mit MIG: Tipps

• Vorbereitung: Eine gründliche Reinigung des Materials mit einem Heißluftfön, einer Edelstahlbürste und Aceton ist unerlässlich, um eine saubere Schweißfläche zu erhalten.
• Brandschutz: Die Verwendung von Aceton anstelle von Verdünnung verhindert Brandgefahr, da es schneller verdampft. Verschmutzungen während des Schweißens mit Edelstahlbürste entfernen.
• Bessere Handhabung: Schweißbrenner auf den Schoß legen, um das Gewicht zu verteilen und den richtigen Schweißzusatz für das Material wählen.
• Effizient schweißen: Von der tiefsten Stelle aus arbeiten und den Draht fest in das Schmelzbad drücken. Ausreichend Material auftragen, um später beim Schleifen Puffer zu haben, und doppelte Schweißung für Stabilität verwenden.
• Düsengröße anpassen: Für enge Stellen kleinere Düsen wählen, um bessere Bewegungsfreiheit und Sicht auf das Schmelzbad zu haben. Gasmenge entsprechend erhöhen.
• Stromstärke anpassen: Stromstärke entsprechend der Materialstärke wählen und ggf. während des Schweißens anpassen, um Überhitzung zu vermeiden.

WIG-Schweißen von Alu: Wie man es richtig macht

Im Gegensatz zum MIG-Verfahren wird bei WIG eine nicht abschmelzende Elektrode genutzt. Dies bedeutet aber gleichzeitig, dass der Draht von Hand zugeführt werden muss. Der Schweißzusatz wird in Form von handlichen Drähten im Fachhandel verkauft. Kleiner Tipp: Schweißdrähte für WIG kann für das Autogen-Schweißen genutzt werden, andersherum geht das aber nicht. Weiterhin kann ebenfalls reines Argon 4.6 verwendet werden.

Wie das WIG-Schweißen von Aluminium funktioniert

Schweißen zunächst an Schrott üben, um Erfahrungen mit der Handhabung des Schweißgeräts und der Temperaturregelung zu sammeln. Reinige den Arbeitsbereich vor dem Schweißen gründlich von Farbe und Rost. Heize das Aluminiumschweißgerät auf und führe den Schweißdraht gleichmäßig in das Metall ein, um Löcher zu vermeiden. Nach dem Schweißen das Metall abkühlen lassen und Unebenheiten abschleifen.

Vorteile und Herausforderungen des WIG-Schweißen von Aluminium

Zusätzlich zu einem Schweißgerät ist auch eine gewisse handwerkliche Fähigkeit erforderlich. Wie bei vielen anderen Tätigkeiten schadet es nicht, bereits Erfahrung im Schweißen zu haben. Es ist nicht möglich, einen Schweißfehler einfach zu korrigieren. Im Vergleich zum Schweißen von Stahl sind Aluminiumschweißarbeiten oft feiner und detaillierter. Daher ist es wichtig, als unerfahrener Schweißer sorgfältig zu überlegen, wie man an diese Aufgabe herangeht. Möglicherweise kennt jemand im persönlichen Umfeld jemanden mit entsprechender Erfahrung, der helfen kann. Grundsätzlich ist es auch ohne umfangreiche Vorkenntnisse möglich, Aluminium zu schweißen. Insbesondere im Modellbau kann man ruhig einen Selbstversuch starten. Zur Sicherheit kann man sich vielleicht ein oder zwei zusätzliche Aluminiumbleche besorgen. So kann man auch nach einem fehlgeschlagenen Versuch weitermachen, ohne eine Pause einlegen zu müssen.

Auswahl der Wolframelektrode und des Schweißzusatzes für das WIG-Schweißen

Folgende Wolframelektroden werden üblicherweise zum Schweißen von Aluminium verwendet

• WZ-Elektroden: Durch den Zusatz von Zirkonium in Elektroden wird die Gefahr von Verunreinigungen verringert. Dies ist zwar für den Einsatz generell beim Aluschweißen super, jedoch ist der Zusatz nachteilig, wenn mit Gleichstrom geschweißt wird.
• WT-Elektroden: Lanthanoxid erhöht die Zündfähigkeit von Elektroden. Sowohl für das Gleichstrom- als auch für das Wechselstromschweißen geeignet. Sie können für eine Vielzahl von Werkstoffen eingesetzt werden, darunter unlegierte und hochlegierte Stähle, Aluminium-, Titan-, Nickel-, Kupfer- und Magnesiumlegierungen sowie für das Mikroplasmaschweißen. Sie sind besonders im Niederstrombereich optimal und stellen eine gute Alternative zu WT-Elektroden dar.
• WC-Elektroden: Die Hinzugabe von Cer verbessert die Zünd- und Wiederzündfähigkeit von Elektroden Geeignet für das Gleichstrom- und Wechselstromschweißen. Diese Elektroden sind für eine Vielzahl von Metallen geeignet, darunter unlegierte und hochlegierte Stähle sowie Aluminium-, Titan-, Nickel-, Kupfer- und Magnesiumlegierungen, insbesondere im unteren und mittleren Strombereich.
• und eventuell WS-Elektroden. Die Angaben des Herstellers sind zu beachten.

Zum Schweißen mit Aluminiumdraht: SG-AlMg4,5MnZr wird wegen seiner sehr geringen Schweißrissanfälligkeit häufig verwendet, SG-AlMg4,5Mn und SG-AlMg5 wegen ihrer höheren Festigkeit.

Was beim WIG-Schweißen oft schief geht…

Um Porenbildung durch Verunreinigungen beim Schweißen von Aluminium zu vermeiden, ist es wichtig, die Schweißnähte gründlich mit Entfettungsmitteln zu reinigen, alle Farb- und Oxidschichten zu entfernen und sicherzustellen, dass nur trockene Werkstücke geschweißt werden.

Eine verschmutzte, verbogene oder defekte WIG-Elektrode, kann zu Poren oder Bindefehlern führen und muss ebenso ersetzt werden wie eine Elektrode, deren Durchmesser nicht zur Dicke des Werkstücks oder zur Schweißposition passt.

Beim MIG-Schweißen von Aluminium ist es wichtig, das richtige Schweißgas, wie Argon, Helium oder deren Gemische in ausreichender Menge zu verwenden.

Auch die Schweißausrüstung kann die Porosität beeinflussen. Fehler können entstehen, wenn Luft in den Schutzgasstrom gelangt, das Schutzgas zu kurz vor- oder nachströmt oder der Schweißdraht ungleichmäßig zugeführt wird. Auch Leckagen im Kühlwassersystem können zu Problemen führen. Daher sind Schweißbrenner mit geschlossenem Kühlsystem zu bevorzugen und zusammen mit den Schlauchpaketen und Kühlwasserleitungen regelmäßig zu überprüfen und gegebenenfalls auszutauschen.

Die Neigung des Brenners sollte immer zur aktuellen Situation passen. Sobald es Probleme beim Schweißen gibt, lohnt sich der Blick auf den Anstellwinek. Eine gleichmäßige Drahtförderung beim MIG-Schweißen, kann durch Kontrolle des Anpressdrucks der Vorschubrollen, Einstellung der Rollenachsen und der Drahteinlaufdüse sowie durch Verwendung eines kürzeren Schlauchpaketes erreicht werden.

Wichtig ist es auch, für eine gute Masseverbindung zu sorgen und den Arbeitsbereich vor Zugluft zu schützen.

Grundsätzlich Ratsam ist, dass die Werkstücktemperatur immer höher sein sollte als die Umgebungstemperatur. Es kann notwendig sein, das Werkstück vorzuwärmen.

Auch bei Heftschweißungen, sollte die Oxidschicht per Schleifen entfernt werden.