Was ist der Lichtbogen und der Werkstoffübergang?
Der Lichtbogen ist eine elektrische Entladung zwischen Draht bzw. Elektrode und Werkstück. Er liefert die Wärme, die Grund- und Zusatzwerkstoff aufschmilzt. Beim MIG/MAG-Schweißen wird der Draht dabei kontinuierlich zugeführt und abgeschmolzen – und die entscheidende Frage ist: Wie gelangt der geschmolzene Werkstoff vom Drahtende ins Schmelzbad? Genau das beschreibt der Begriff „Werkstoffübergang", und er unterscheidet die Lichtbogenarten.
Gesteuert wird die Lichtbogenart im Wesentlichen über zwei Parameter:
- Spannung (Volt, U): bestimmt die Lichtbogenlänge und -charakteristik – niedrige Spannung = kurzer Bogen, hohe Spannung = langer Bogen.
- Stromstärke (Ampere, I): an den Drahtvorschub gekoppelt – mehr Vorschub = mehr Strom = mehr abgeschmolzener Werkstoff.
Aus der Kombination von Spannung und Strom (und dem verwendeten Schutzgas) ergibt sich, ob du im Kurz-, Übergangs- oder Sprühlichtbogen schweißt.
Die Lichtbogenarten beim MIG/MAG im Überblick
Mit steigender Leistung (Strom und Spannung) durchläufst du nacheinander:
- Kurzlichtbogen – niedriger Bereich, Tropfen geht bei Kurzschlusskontakt über.
- Übergangslichtbogen – mittlerer Bereich, Mischform (auch „Mischlichtbogen").
- Sprühlichtbogen – hoher Bereich, feiner, kurzschlussfreier Werkstoffübergang.
Welche Bereiche erreichbar sind, hängt stark vom Schutzgas ab: Ein echter Sprühlichtbogen ist nur mit argonreichen Mischgasen möglich, nicht mit reinem CO₂.
Kurzlichtbogen
Wie er funktioniert: Bei niedriger Spannung und geringem Strom ist der Lichtbogen kurz. Der schmelzende Drahttropfen berührt periodisch das Schmelzbad und erzeugt dabei einen kurzen Kurzschluss – in diesem Moment löst sich der Tropfen ab. Das wiederholt sich viele Male pro Sekunde.
Eigenschaften:
- geringe Wärmeeinbringung → ideal für dünne Bleche und Wurzellagen.
- Gut für Zwangslagen (steigend, fallend, über Kopf), weil das Schmelzbad klein und kontrollierbar bleibt.
- Etwas mehr Spritzer als beim Sprühlichtbogen.
Typische Werte: Spannung ca. 14–19 V, Strom ca. 60–180 A (je nach Drahtdurchmesser).
Einsatz: dünne Materialien, Wurzelschweißung, Positionsschweißen.
Übergangslichtbogen (Mischlichtbogen)
Wie er funktioniert: Der Bereich zwischen Kurz- und Sprühlichtbogen. Der Werkstoffübergang ist gemischt – teils mit Kurzschluss, teils frei. Dadurch ist dieser Bereich unruhiger und spritzerreicher.
Eigenschaften:
- Wird in der Praxis oft gemieden, weil er die meisten Spritzer erzeugt.
- Übergangszone; bei mittlerer Materialstärke lässt er sich nutzen, ist aber weniger „sauber".
Typische Werte: Spannung ca. 19–24 V, Strom ca. 170–250 A (drahtabhängig).
Einsatz: mittlere Blechdicken, wo weder reiner Kurz- noch voller Sprühlichtbogen passt – wenn möglich durch Puls ersetzen (siehe unten).
Sprühlichtbogen
Wie er funktioniert: Bei hoher Spannung und hohem Strom (nur mit argonreichem Mischgas) löst sich der Werkstoff in feinen Tröpfchen praktisch kurzschlussfrei und fließt in einem gleichmäßigen „Sprühstrahl" ins Schmelzbad.
Eigenschaften:
- Sehr spritzerarm, hohe Abschmelzleistung, tiefer Einbrand.
- Großes, heißes Schmelzbad → vor allem für dickere Bleche in Wannen- und Horizontalposition geeignet.
- Für Zwangslagen wegen des großen Schmelzbads kaum brauchbar.
Typische Werte: Spannung ca. 24–34 V, Strom ca. 220 A und mehr (drahtabhängig).
Einsatz: dickere Materialien, lange Nähte, hohe Leistung in der Wanne.
> Wichtig: Ein echter Sprühlichtbogen funktioniert nur mit argonreichem Mischgas. Mit reinem CO₂ bleibt der Übergang grobtropfig und spritzerreich.
Langlichtbogen
Bei reinem CO₂ oder sehr hoher Spannung entsteht ein grobtropfiger Langlichtbogen mit starker Spritzerbildung. Er hat in der modernen Praxis wenig Bedeutung und wird meist vermieden.
Übersichtstabelle: Spannung, Strom, Einsatz
| Lichtbogenart | Spannung (ca.) | Strom (ca.) | Werkstoffübergang | Ideal für |
|---|---|---|---|---|
| Kurzlichtbogen | 14–19 V | 60–180 A | Kurzschluss (tropfenweise) | dünne Bleche, Wurzel, Zwangslagen |
| Übergangslichtbogen | 19–24 V | 170–250 A | gemischt, unruhig | mittlere Dicken (spritzerreich, meiden) |
| Sprühlichtbogen | 24–34 V | ab ca. 220 A | feiner Sprühstrahl, kurzschlussfrei | dicke Bleche, Wanne, hohe Leistung |
| Impulslichtbogen | geregelt | geregelt (mittel) | ein Tropfen pro Puls, kurzschlussfrei | dünn–mittel, Alu/Edelstahl, alle Lagen |
Impulslichtbogen (Puls)
Idee:
Der Puls-Lichtbogen kombiniert die Vorteile von Kurz- und Sprühlichtbogen und umgeht den unruhigen Übergangsbereich. Das Gerät wechselt sehr schnell zwischen einem niedrigen Grundstrom (hält den Lichtbogen, wenig Wärme) und einem hohen Pulsstrom (löst gezielt Werkstoff ab). Bei jedem Puls wird genau ein Tropfen kurzschlussfrei abgelöst.
Vorteile:
- Nahezu spritzerfrei über einen weiten Leistungsbereich.
- Kontrollierte, niedrigere mittlere Wärmeeinbringung → auch dünnere Bleche und alle Positionen möglich.
- Ideal für Aluminium und Edelstahl, wo saubere Nähte und wenig Spritzer zählen.
- Ermöglicht sprühlichtbogenähnliche Qualität schon bei geringerer mittlerer Stromstärke.
Einsatz: dünne bis mittlere Bleche, Sichtnähte, Aluminium, Edelstahl, Positionsschweißen. Setzt ein pulsfähiges Gerät voraus.
Doppelpuls
Idee:
Beim Doppelpuls wird zusätzlich zum schnellen Puls eine zweite, langsamere Pulsung überlagert – das Gerät wechselt periodisch zwischen zwei Leistungsphasen (z. B. „heiß" und „kühl"). Dadurch pulsiert das Schmelzbad rhythmisch.
Wirkung:
- Erzeugt die charakteristische, gleichmäßige Schuppung der Naht (ähnlich einer sauberen WIG-Optik) – optisch sehr hochwertig.
- Die abwechselnd niedrigere Wärmephase reduziert den Wärmeeintrag und den Verzug, was besonders bei dünnem Aluminium hilft.
- Verbessert die Kontrolle über das Schmelzbad und die Spaltüberbrückung.
Einsatz:
vor allem Aluminium und dünne Bleche, wo Optik und geringer Verzug wichtig sind (z. B. Sichtnähte). Setzt ein Gerät mit Doppelpuls-Funktion voraus.
Stromarten: DC, AC und AC/DC
Neben der Lichtbogenart entscheidet die Stromart über Eignung und Ergebnis:
Gleichstrom (DC)
Der Strom fließt konstant in eine Richtung. Standard für die meisten Anwendungen:
- MIG/MAG: praktisch immer DC (Draht meist am Pluspol).
- WIG an Stahl/Edelstahl: DC, Elektrode am Minuspol (DC−) – Wärme liegt im Werkstück, Wolframelektrode bleibt kühl.
-
E-Hand: DC (Polung je nach Elektrodentyp; basisch meist Pluspol) oder AC, je nach Elektrode und Gerät.
Wechselstrom (AC)
Der Strom wechselt periodisch die Richtung. Wichtig vor allem beim:
- WIG-Schweißen von Aluminium: Der Polwechsel bricht die zähe Aluminiumoxidschicht auf („Reinigungswirkung"). Ohne AC lässt sich Aluminium mit WIG kaum sauber schweißen.
AC/DC-Geräte
Ein AC/DC-Gerät (meist WIG) beherrscht beide Stromarten und ist damit die flexibelste Lösung:
- DC für Stahl und Edelstahl,
- AC für Aluminium (und Magnesium).
Wer sowohl Stahl/Edelstahl als auch Aluminium mit WIG schweißen will, braucht ein AC/DC-Gerät. Reine DC-WIG-Geräte können kein Aluminium sauber schweißen.
> Bei AC lässt sich an vielen Geräten zusätzlich die Balance (Verhältnis der Halbwellen) und die Frequenz einstellen – damit steuerst du Reinigungswirkung, Einbrand und die Bündelung des Lichtbogens beim Aluminiumschweißen
Welche Kombination wofür? – Praxisempfehlungen
| Aufgabe | Empfehlung |
|---|---|
| Dünnes Stahlblech, Karosserie | Kurzlichtbogen oder Puls, DC |
| Dicker Baustahl, lange Nähte in der Wanne | Sprühlichtbogen, DC |
| Mittlere Dicken, saubere Naht gewünscht | Puls statt Übergangslichtbogen, DC |
| Edelstahl, Sichtnaht | Puls, DC, argonreiches Gas |
| Aluminium MIG, dünn, schöne Optik | Doppelpuls, DC |
| Aluminium WIG | AC (AC/DC-Gerät) |
| Stahl/Edelstahl WIG | DC− (AC/DC- oder DC-Gerät) |
| Wechselnde Werkstoffe inkl. Alu (WIG) | AC/DC-Gerät für maximale Flexibilität |
FAQ
Was ist der Unterschied zwischen Kurz-, Übergangs- und Sprühlichtbogen?
Sie unterscheiden sich im Werkstoffübergang und in der Leistung. Der Kurzlichtbogen arbeitet bei niedriger Spannung/Strom mit tropfenweisem Kurzschlussübergang – ideal für dünne Bleche und Zwangslagen. Der Übergangslichtbogen liegt dazwischen und ist spritzerreich. Der Sprühlichtbogen überträgt bei hoher Spannung/Strom feine Tröpfchen kurzschlussfrei – ideal für dicke Bleche in der Wanne, nur mit argonreichem Gas.
Welche Spannung und Stromstärke gehören zu welchem Lichtbogen?
Als Orientierung: Kurzlichtbogen ca. 14–19 V und 60–180 A, Übergangslichtbogen ca. 19–24 V und 170–250 A, Sprühlichtbogen ca. 24–34 V und ab etwa 220 A. Die Werte verschieben sich je nach Drahtdurchmesser, Drahtwerkstoff und Schutzgas.
Warum sollte ich den Übergangslichtbogen meiden?
Weil er den unruhigsten, spritzerreichsten Werkstoffübergang hat. Wo möglich, ersetzt du ihn durch den Impulslichtbogen, der auch im mittleren Bereich sauber und spritzerarm arbeitet.
Was bringt der Impulslichtbogen (Puls)?
Er wechselt schnell zwischen Grund- und Pulsstrom und löst pro Puls genau einen Tropfen kurzschlussfrei ab. Das Ergebnis ist nahezu spritzerfrei bei kontrollierter Wärme – ideal für dünne bis mittlere Bleche, Aluminium, Edelstahl und alle Schweißpositionen.
Was ist Doppelpuls und wofür ist er gut?
Beim Doppelpuls wird dem schnellen Puls eine zweite, langsamere Pulsung überlagert. Das erzeugt eine gleichmäßig geschuppte, optisch hochwertige Naht (WIG-Optik) und reduziert Wärmeeintrag und Verzug – besonders geschätzt beim Aluminiumschweißen und bei Sichtnähten.
Was ist der Unterschied zwischen DC und AC beim Schweißen?
Bei Gleichstrom (DC) fließt der Strom konstant in eine Richtung – Standard für Stahl und Edelstahl. Bei Wechselstrom (AC) wechselt die Richtung periodisch; das ist beim WIG-Schweißen von Aluminium nötig, weil der Polwechsel die Oxidschicht aufbricht.
Wann brauche ich ein AC/DC-Gerät?
Wenn du mit WIG sowohl Stahl/Edelstahl (DC) als auch Aluminium (AC) schweißen willst. Ein reines DC-WIG-Gerät kann Aluminium nicht sauber schweißen – dafür ist AC erforderlich, das ein AC/DC-Gerät mitbringt.
Welche Lichtbogenart eignet sich für Zwangslagen (über Kopf, steigend)?
Der Kurzlichtbogen oder der Impulslichtbogen, weil beide mit einem kleineren, gut kontrollierbaren Schmelzbad arbeiten. Der Sprühlichtbogen ist wegen des großen, heißen Schmelzbads dafür ungeeignet.