Schutzgas, genau erklärt
Viele haben sich schon die Frage gestellt, was Schutzgas überhaupt ist, wozu es dient und warum es so viele verschiedene Sorten davon gibt. Hier soll jetzt Licht ins dunkel gebracht werden und Dir einen Überblick über die ganze Thematik verschaffen.
Zunächst kann man sagen, das für jedes Schutzgas Schweißverfahren unterschiedliche Gase zu Anwendung kommen. Wie zum Beispiel das WIG Schweißen oder das Schutzgasschweißen. Dazu kann man diese Gase in zwei Unterkategorien einteilen. Die erste Kategorie ist das Inertgas und die zweite Kategorie das Aktivgas. Doch was ist hier der Unterschied?
Zum Inertgas kann man sagen, dass es sehr reaktionsträge ist. Damit ist gemeint, dass dieses Gas keine Reaktion mit dem flüssigen Schweißbad eingeht und es auch so vor der Atmosphäre schützt. Hierzu werden Edelgase, wie Helium und Argon verwendet.
Das Aktivgas wirkt dagegen etwas anders auf das Schweißbad. Es geht sozusagen aktiv eine Reaktion mit dem Schweißbad ein. Dies hat natürlich eine direkte Auswirkung auf den Schweißprozess. Dadurch, dass das Aktivgas reagiert, ist für einen stabilisierten Lichtbogen und auch eine fließende Übertragung von Material zur Schweißstelle gesorgt. Grundsätzlich werden die Anteile der Gaskomponenten durch die Stahlsorte bestimmt.
Argon beim Schutzgas Schweißen
Argon (Ar) zählt zu den inerten Gasen. Es ist ein Edelgas und befindet sich damit in der 8. Hauptgruppe oder nach der neueren Einteilung des Periodensystems in Gruppe 18. Mit einer Dichte von 1,784 kg · m−3 bei 273 K ist es damit schwerer als Luft. Es wird mit dem sogenannten Linde- Verfahren aus der Luft gewonnen.
Argon wird gerne und oft zum Schweißen verwendet, da es günstig und in großen Mengen verfügbar ist. Vor allem bei den Schweißverfahren MIG und WIG, die etwa beim Schweißen von Aluminiumlegierungen oder hoch legierten Stählen angewendet werden, dient Argon als Inertgas.
Helium beim Schutzgas Schweißen
Helium (He) zählt ebenfalls zu den inerten Gasen und ist auch ein Edelgas aus der 8. Hauptgruppe bzw. Gruppe 18 des Periodensystems. Die Dichte von Helium liegt bei 0,1785 kg · m-3 und ist somit viel leichter als Luft. Helium wird aus Erdgas mit einem Heliumanteil ab 0,2% gewonnen. Aufgrund der geringen Siedetemperatur von Helium, ist es durch Herunterkühlen des Erdgases möglich, das Helium davon zu trennen.
In der Schweißtechnik wird Helium in Reinform oder als Zumischung als Inertgas eingesetzt, um die Schweißstelle vor Sauerstoff zu schützen. Außerdem sorgt Helium für eine höhere Schweißgeschwindigkeit und einen besseren Flankeneinbrand im Gegensatz zu Argon. Hier finden ebenfalls die Schweißverfahren MIG und WIG ihren Platz.
Kohlenstoffdioxid beim Schutzgas Schweißen
Kohlenstoffdioxid (CO2) gehört, anders als Argon und Helium, zu den aktiven Schutzgasen, da es mit der Schmelze reagieren kann. Es ist kein eigenständiges Element, sondern eine Verbindung eines Kohlenstoffatoms mit zwei Sauerstoffatomen. Mit einer Dichte von 1,98 kg · m−3 ist es zudem schwerer als Luft. Kohlenstoffdioxid entsteht, wenn kohlenstoffhaltige Brennstoffe verbrennen, zum Beispiel fossile Energieträger.
So wie Helium kann auch Kohlenstoffdioxid in reiner Form zum Schweißen verwendet werden. Dieser Fall tritt aber selten ein, da meist Gasgemische mit Helium oder Argon zum Einsatz kommen. Kohlenstoffdioxid besitzt ähnlich wie Sauerstoff, die Eigenschaft, den Lichtbogen beim Schweißen zu stabilisieren. Die häufigste Anwendung ist das MAG Schweißverfahren. Die Anteile der verwendeten Gase bestimmt die Stahlsorte.
Gasgemische beim Schutzgas Schweißen
Die Vielfalt dieser standardisierten Gasgemische ist inzwischen sehr groß, da als Gemischkomponenten nicht nur Argon und Kohlendioxid oder Helium, sondern auch Sauerstoff, Wasserstoff und Stickstoff in Frage kommen. Eine Klassifizierung der verschiedenen Schutzgase gibt die europäische Norm (EN) „Schweißschutzgase nach DIN EN ISO 14175“.