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 und Weltraumausrüstungen. Das Schweißen von Aluminium kann sich jedoch aufgrund der schnellen Oxidation bei Kontakt mit Luft als schwierig erweisen.

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?

Der Begriff Aluminiumschweißen weist zunächst darauf hin, dass es sich um das Schweißen von Aluminiumwerkstoffen mit einem wählbaren Verfahren handelt. Dabei kann auf verschiedene Verfahren zurückgegriffen werden. Zum Beispiel WIG oder MIG. Andere Verfahren werden hier nicht betrachtet. Weiterhin wird zwischen Verbindungsschweißen und Auftragschweißen unterschieden. Beim Verbindungsschweißen geht es, wie der Name schon sagt, darum, zwei Fügeteile miteinander zu verbinden. Dies können Rohre oder Bleche sein. Beim Auftragschweißen werden durch Schweißen Schichten auf ein Blech aufgebracht, um die Oberflächeneigenschaften zu verändern.

Aluminium vs. Stahl: Unterschiede beim Schweißen

Das Schweißen von Stahl ist im Vergleich zum Schweißen von Aluminium relativ einfach. Es gibt weniger Punkte, die beim Stahl-Schmelzschweißen beachtet werden müssen. Wie bereits erwähnt, sind das Schweißgas und die Oxidschicht zu beachten.

Typen von Aluminiumlegierungen und ihre Eigenschaften

Aluminiumlegierungen sind sehr vielfältig und werden durch die Zugabe verschiedener Elemente wie Magnesium, Silizium, Mangan, Kupfer und Zink zu reinem Aluminium (Al99,5) hergestellt, um bestimmte physikalische und mechanische Eigenschaften zu erzielen. Diese Legierungen variieren je nach Zusätzen und haben spezifische Anwendungsbereiche. Es gibt aushärtbare und nicht aushärtbare (naturharte) Legierungen sowie Knet- und Gusslegierungen. Knetlegierungen werden durch Umformverfahren wie Walzen oder Strangpressen verarbeitet, während Gusslegierungen kaum nachträglich umgeformt werden können. Zu den Knetlegierungen zählen Rein- und Reinstaluminium sowie verschiedene Legierungen wie AlMgMn, zu den Gusslegierungen AlSi und AlCuTi. In der Luftfahrt werden Sonderlegierungen eingesetzt. Die verschiedenen Legierungselemente verbessern Eigenschaften wie Festigkeit, Härte und Korrosionsbeständigkeit, beeinflussen aber auch Aspekte wie Seewasserempfindlichkeit und Schweißbarkeit, wobei einige, wie Kupfer, die Korrosionsbeständigkeit verringern, aber die Festigkeit erhöhen können.

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.

Es ist auch sinnvoll, eine Schweißstromquelle zu verwenden, die im Wechselstrommodus betrieben werden kann. Dies führt zu weniger Problemen mit der Oxidschicht, da diese bei der negativen 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.

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.

Wahl der Wolframelektrode und Schweißzusatz beim WIG-Schweißen

Überlicherweise werden beim Alu-Schweißen folgende Wolfram-Elektroden genutzt:

• WZ-Elektroden: Durch den Zusatz von Zirkonium in Schweißmaterialien wird das Risiko von Schmelzverunreinigungen verringert. Wolframelektroden, die für das Wechselstromschweißen von Aluminiumlegierungen verwendet werden, profitieren von dieser Eigenschaft. Allerdings sind diese Elektroden nur eingeschränkt für das Gleichstromschweißen geeignet
• WT-Elektroden: Lanthanoxid erhöht die Zündfähigkeit von Elektroden, die sowohl für Gleich- als auch Wechselstromschweißen geeignet sind. Diese Elektroden können für eine breite Palette von Materialien verwendet werden, einschließlich unlegierter und hochlegierter Stähle, Aluminium-, Titan-, Nickel-, Kupfer- und Magnesiumlegierungen sowie für das Microplasmaschweißen. Sie sind besonders im Niederstrombereich optimal und stellen eine gute Alternative zu WT-Elektroden dar.
• WC-Elektroden: Ceroxid verbessert die Zünd- und Wiederzündfähigkeiten von Elektroden, die sich für das Schweißen mit Gleich- und Wechselstrom eignen. Diese Elektroden sind für eine Vielzahl von Metallen geeignet, darunter unlegierte und hochlegierte Stähle sowie Aluminium-, Titan-, Nickel-, Kupfer- und Magnesiumlegierungen, besonders im unteren und mittleren Strombereich
• Und eventuell WS-Elektroden. Hier die Angaben des Herstellers beachten.

Bezüglich Schweißen mit Aluminiumdraht: SG-AlMg4,5MnZr wird oft verwendet aufgrund seiner sehr geringen Anfälligkeit für Schweißrisse, ebenso wie SG-AlMg4,5Mn und SG-AlMg5 wegen ihrer erhöhten Festigkeit. 

Häufige Probleme beim WIG-Schweißen von Aluminium und wie man sie vermeidet

1. Um Porenbildung durch Verunreinigungen beim Aluminiumschweißen 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.
2. Probleme können auch durch die Elektrode verursacht werden. Eine verschmutzte, verbogene oder defekte WIG-Elektrode kann zu Poren und Bindefehlern führen und muss ebenso ersetzt werden wie eine Elektrode, deren Durchmesser nicht zur Dicke des Werkstücks oder zur Schweißposition passt.
3. Beim MIG-Schweißen von Aluminium ist es außerdem wichtig, der richtige Gasschutz aus Argon, Helium oder deren Gemische in ausreichender Menge zu verwenden.
4. 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.
5. Um das Eindringen von Luft zu verhindern, sollte die Neigung des Brenners angepasst und der Abstand zwischen den Gasdüsen verringert werden. Eine gleichmäßige Drahtförderung kann durch Kontrolle des Anpressdrucks der Vorschubrollen, Einstellung der Rollenachsen und der Drahteinlaufdüse sowie durch Verwendung eines kürzeren Schlauchpaketes erreicht werden.
6. Es ist auch wichtig, für eine gute Masseverbindung zu sorgen und den Arbeitsbereich vor Zugluft zu schützen. Die Werkstücktemperatur sollte immer höher als die Umgebungstemperatur sein, und es kann notwendig sein, das Werkstück vorzuwärmen. Bei Heftschweißungen kann ein Schrägschleifen mit geeigneten Schleifscheiben oder Werkzeugen vorteilhaft sein.