GTAW-Auftragsschweißen: Verfahren, Aufmischung und Abnahme der Auftragsschweißung

Eine optisch ansprechende Endoberfläche kann eine falsche chemische Zusammensetzung verdecken. Beim GTAW-Auftragsschweißen wird Schweißgut auf die Oberfläche eines Bauteils aufgetragen; dabei lassen sich Lichtbogen und Zusatzwerkstoffzufuhr steuern, entscheidend ist jedoch, was nach der Bearbeitung und Prüfung verbleibt. Eine Beschaffungsspezifikation muss die Oberfläche mit den Anforderungen im Einsatz verknüpfen.

Die folgenden sieben Prüfungen betreffen Zweck, Drahtzufuhr, Aufmischung, Prozesssteuerung, Ausrüstung, Kosten und Abnahme. Sie berücksichtigen veröffentlichte Forschungsergebnisse und öffentlich zugängliche Normen. Bei den Laborergebnissen bleiben Betriebsbedingungen und Werkstoff unverändert, während die Beschaffungsszenarien nur zur Veranschaulichung dienen. Nutzen Sie die enthaltenen Arbeitsblätter zur Vorbereitung einer Anwendungsprüfung mit dem zuständigen Schweißingenieur.

Was ist GTAW-Auftragsschweißen?

Was ist GTAW-Auftragsschweißen? — Aubrik

Beim GTAW-Auftragsschweißen wird Schweißgut auf ein Bauteil aufgetragen, um dessen Oberflächeneigenschaften zu verändern oder seine Abmessungen wiederherzustellen. Beim Wolfram-Inertgasschweißen erzeugt eine nicht abschmelzende Wolframelektrode einen elektrischen Lichtbogen. Der separat zugeführte Zusatzwerkstoff bildet die Auftragsschweißung, während Schutzgas das flüssige Schweißbad von der Umgebungsluft abschirmt.

Das GTAW-Verfahren ist eine andere Bezeichnung für das WIG-Verfahren beziehungsweise das Wolfram-Inertgasschweißen. Dabei erzeugt die Elektrode den Lichtbogen und nicht die aufgetragene Legierung. Argon als Schutzgas ist aus den meisten WIG-Anwendungen bekannt, wobei die qualifizierte Schweißanwendung das Schutzgas und dessen Zuführung vorgibt. Die Übersicht von OSHA zu Schweißverfahren definiert die externe Schutzgasabdeckung und die nicht abschmelzende Elektrode.

Eine durch Schmelzschweißen erzeugte Auftragsschweißung bildet eine Funktionsoberfläche. Schweißstöße verbinden benachbarte Oberflächen. Der Einbrand bestimmt die Tiefe der entstehenden Schweißnaht und muss die erforderliche Verschmelzung gewährleisten. Das Aufschmelzen des Grundwerkstoffs beeinflusst die Zusammensetzung des Schweißguts. Daher ergibt eine Auftragsschweißung mit starkem Einbrand nicht automatisch eine bessere Schweißnaht.

Betrachten wir die Bohrung eines Ventils, die einem korrosiven Fluid ausgesetzt ist. Die Zeichnung der Bohrung sollte Angaben zur fertig bearbeiteten Oberfläche, zur anzuwendenden Legierung und zu den Abnahmekriterien enthalten. Lautet der einzige Hinweis „WIG-Schweißung“, bleiben die Entscheidungen in der vorgelegten Ausführung undefiniert. Zu den GTAW-Anwendungen gehört das Fügen von Edelstahl und Nichteisenmetallen, doch der Nachweis einer Fügeverbindung reicht zur Klärung dieser Frage zur Auftragsschweißung nicht aus.

In einem veranschaulichenden Querschnitt ergeben 2 mm² aufgeschmolzener Grundwerkstoff innerhalb einer gesamten Schmelzfläche von 20 mm² eine geometrische Aufmischung von 10 %. Diese Flächen beschreiben die Mischgeometrie. Zur Feststellung, ob eine GTAW-Auftragsschweißung annehmbar ist, muss dennoch die fertig bearbeitete Schicht gemessen werden; die Fläche der Schmelzgeometrie reicht nicht aus, um die Oberflächenchemie des Ventils zu bestimmen.

Legierung der Auftragsschweißung auf den Schadensmechanismus abstimmen

Legierung der Auftragsschweißung auf den Schadensmechanismus abstimmen — Aubrik

Bei einer Auftragsschweißung muss die vorgesehene Funktion definiert sein, damit eine Legierung oder Maschine ausgewählt werden kann. Die Zulässigkeitskriterien für korrosionsbeständige Auftragsschweißungen, verschleißbeständige Auftragsschweißungen und Aufbauschweißungen unterscheiden sich jeweils. Hartauftragsschweißungen weisen für sich allein keine Korrosionsbeständigkeit nach, und die Wiederherstellung einer verschlissenen Abmessung belegt nicht, dass das instand gesetzte Bauteil für den Einsatz geeignet ist.

Die Terminologie in den zitierten Quellen überschneidet sich teilweise. Die folgende Klassifizierungsmatrix ist keine Liste zugelassener Werkstoffe oder vorgeschriebener Prüfungen, sondern vielmehr ein Hilfsmittel zur Beantwortung der hinter den Begriffen stehenden Fragen.

Begriffe des Auftragsschweißens und die jeweils daraus abzuleitende Anforderung
Begriff oder AuftragsartKernfrageAnzufordernde Nachweise
Korrosionsbeständige AuftragsschweißungWelches Medium erreicht die Oberfläche?Vorgegebene chemische Zusammensetzung und maßgebliche Korrosionsabnahme
Verschleißbeständige HartauftragsschweißungWelcher Verschleißmechanismus überwiegt?Auf diesen Mechanismus abgestimmte Werkstoffauswahl
Maßwiederherstellung durch AufbauschweißenWelche Geometrie muss wiederhergestellt werden?Reparaturgrundlage und Endabmessungen
PufferschweißenWelche nachfolgende Schweißung muss die Pufferschicht ermöglichen?Anwendbares Füge- und Qualifizierungsverfahren
Plattieren einer InnenbohrungIst die gesamte Bohrung erreichbar?Nachweis der Zugänglichkeit und Prüfbarkeit
Außenliegende zylindrische AuftragsschweißungWie wird eine kontinuierliche Verfahrbewegung gewährleistet?Erprobung der Werkstückspannung und koordinierten Bewegung
Örtlich begrenzter ReparaturauftragWelche Schäden umgeben die Reparaturstelle?Genehmigter Reparaturumfang und Bewertung
Vorschlag für eine einlagige AusführungErfüllt die fertig bearbeitete Schicht die Anforderungen?Messungen an der festgelegten Oberfläche
Vorschlag für eine mehrlagige AusführungWas ändert sich zwischen den aufeinanderfolgenden Lagen?Lagenfolge und abschließende Abnahmeprotokolle

Eine verschlissene Welle stellt bei der Beschaffung ein anderes Problem dar als eine Ventilbohrung. Vor der Wahl des Zusatzdrahts kann zur Wiederherstellung des Durchmessers eine Reparaturbewertung erforderlich sein. Wer genehmigt das Reparaturverfahren und gibt das Bauteil frei? Die Legierungsbezeichnung hilft hier nicht weiter.

Der öffentliche Anwendungsbereich von ISO 15614-7:2016 umfasst die Qualifizierung von Schweißanweisungen für Auftragsschweißungen, während Aufbauschweißungen und Reparaturen am Grundwerkstoff ISO 15613 oder ISO 15614-1 zugeordnet werden. Die Bestimmung zum Pufferschweißen artfremder Werkstoffe verweist ebenfalls auf Teil 1. Die Anwendbarkeit wird durch die Projektspezifikation und den zuständigen Ingenieur bestimmt.

Das in einem Laborversuch zum Plattieren verwendete Blech mit 12,7 mm Dicke ist ein Forschungsgrundwerkstoff und kein qualifizierter Dickenbereich für die Reparatur einer Welle. Die Wahrung dieser Unterscheidung verhindert, dass ein Käufer aus einer Werkstoffprobe schließt, ein anderes Bauteil, ein anderer Schadensgrad oder ein anderes Reparaturverfahren sei zulässig.

Kaltdraht- und Heißdraht-GTAW: Wo sich die Abwägung verändert

Kaltdraht- und Heißdraht-GTAW: Wo sich die Abwägung verändert — Aubrik

Bleibt der Zusatzdraht kalt, wird er durch den Schweißlichtbogen aufgeschmolzen. Beim Heißdrahtverfahren wird der Draht üblicherweise durch Widerstandserwärmung erhitzt, bevor er das Schweißbad erreicht. Wenn die für die Drahterwärmung erforderliche Energie getrennt von der Lichtbogenwärme eingebracht wird, kann sich die Abschmelzleistung erhöhen, doch der Vorteil hängt von der Schweißanweisung ab.

Kaltdraht-GTAW
  • Der Lichtbogen schmilzt den zugeführten Zusatzdraht.
  • Die Drahtzufuhr muss mit dem Schweißbad abgestimmt bleiben.
  • Abgenommene Flächenabdeckung und Fertigstellungszeit vergleichen.
Heißdraht-GTAW
  • Eine zusätzliche Erwärmung heizt den Zusatzdraht vor.
  • Drahterwärmung und Lichtbogenverhalten müssen koordiniert gesteuert werden.
  • Abgenommene Flächenabdeckung und Fertigstellungszeit vergleichen.

Aus Daten zur Auftragsleistung lassen sich leicht falsche Schlüsse ziehen. Insbesondere untersuchte die Studie von Egerland und Kollegen (2015), einem Team unter Beteiligung von Forschern mit Verbindung zu Fronius, Anordnungen mit Einzel- und Doppelkatode. Wenn die Anzahl der Elektroden und Drähte verändert wird, ändert sich auch die Vergleichsgrundlage. Die höchste Leistung einer Anordnung ist kein direkter Vergleich zwischen Heißdraht- und Kaltdrahtvarianten.

Soweit anwendbar, sollte das Metall-Schutzgasschweißen berücksichtigt werden. Die öffentliche Zusammenfassung von Babyaks Dissertation aus dem Jahr 2021 an der Ohio State University berichtet über optimierte Versuche zum Kaltmetalltransfer mit den Nickellegierungen 625, 686 und 825 auf X65-Stahl und stellt die Abhängigkeit vom Heißdraht-GTAW infrage. Diese Versuche erstellen weder eine Rangfolge für alle Fertigungsaufträge noch belegen sie die Leistungsfähigkeit eines anderen Lieferanten.

Fordern Sie einen Lieferanten, der höhere Schweißauftragsleistungen angeboten hat, auf, die gewünschte Geometrie und die Prüfanforderungen darzulegen. Die Bewegungseinschränkungen unterscheiden sich beim GTAW mit linearer Verfahrbewegung und beim Orbital-GTAW von denen beim manuellen GTAW. Orbitalschweißausrüstung zum Fügen von Rohrenden eignet sich nicht automatisch zum Beschichten einer Bohrungsoberfläche.

Lichtbogenschweißverfahren in einem einheitlichen Versuch vergleichen

Ein aussagekräftiger Vergleich beginnt mit demselben Ausgangsgrundwerkstoff sowie identischer fertig bearbeiteter Flächenabdeckung und identischen Abnahmeanforderungen. Geben Sie den verbrauchten Zusatzwerkstoff, den bei der Bearbeitung entfernten Werkstoff und die Schweißzeit an. Wenn Wettbewerbsversuche unterschiedliche Enddicken ergeben, muss dieser Unterschied vor der Ermittlung der Produktivität angegeben werden. Andernfalls hat das scheinbar bessere Verfahren möglicherweise lediglich einen geringeren Teil der Aufgabe erledigt.

Welche Schweißfehler weist die vorgeschlagene Prüfung nach, und welchen Prüfbereich deckt sie ab? Weder die Formulierung „hochwertige Schweißnähte“ noch das Foto liefert diese Angaben. Beabsichtigt ein Lieferant, das Verfahren nach dem Versuch zu ändern, muss diese Änderung dem zuständigen Ingenieur erneut zur Qualifizierungs- und Abnahmeprüfung vorgelegt werden. Diese Bewertung gehört zur Auswahl eines Verfahrens für die Fertigung und ist kein Nachweis dafür, dass alle anderen Alternativen minderwertig sind.

Bei Egerlands Versuch wurde Nickellegierungsdraht mit 1,2 mm Durchmesser verwendet und für jede Lage eines zweilagigen Aufbaus eine Auftragshöhe von ungefähr 2,5 mm angestrebt. Diese Abmessungen sind Bestandteil der Auslegung des Aufbaus. Beim Vergleich von Angeboten für Heißdrahtschweißungen sollte ein potenzieller Käufer vor der Annahme eines Vergleichs der Auftragsleistung den tatsächlichen Lagenaufbauplan und das Bearbeitungsaufmaß für das betreffende Bauteil anfordern.

Aufmischung zusammen mit der chemischen Zusammensetzung der fertig bearbeiteten Schweißung bewerten

Aufmischung zusammen mit der chemischen Zusammensetzung der fertig bearbeiteten Schweißung bewerten — Aubrik

Der Begriff Aufmischung beschreibt den Anteil des aufgeschmolzenen Grundwerkstoffs am aufgetragenen Schweißgut, doch angegebene Prozentwerte können auf unterschiedlichen Messungen beruhen. Ein geometrisches Querschnittsverhältnis und ein gemessener Eisenanteil sind nicht austauschbar. Halten Sie Messverfahren, Probenahmestelle und Oberflächenzustand fest, bevor Sie entscheiden, ob ein Aufmischungswert die Abnahmeanforderungen der Auftragsschweißung stützt.

Das Beispiel 2/20: Aus der Geometrie lässt sich keine chemische Zusammensetzung ableiten

Angenommen, ein präparierter Querschnitt enthält 2 mm² aufgeschmolzenen Grundwerkstoff und 18 mm² oberhalb der ursprünglichen Oberfläche aufgetragenes Material. Die gesamte Schmelzfläche beträgt 20 mm². Das veranschaulichende Flächenverhältnis beträgt 2 ÷ 20 × 100 = 10 %. Dies entspricht keinem gemessenen Eisengehalt von 10 %. Die Zusammensetzung hängt außerdem von den miteinander vermischten Werkstoffen ab.

Die Probenahme schafft zusätzliche Klarheit. Bei einer Mischprobe können örtliche Abweichungen verborgen bleiben. Durch Bearbeitung können beispielsweise unterschiedliche Tiefen unterhalb der Oberfläche im Schweißzustand freigelegt werden. Bestimmen Sie, welche Stelle der Oberfläche im Einsatz beansprucht wird. Die Aussage des Käufers „Im Bericht steht bereits eine geringe Aufmischung“ lässt sich klären, indem geprüft wird, was im Bericht tatsächlich gemessen wurde.

Angegebene Einzelraupengeometrie bei da Cruz et al. (2026), Ergebnisse 3.1
MessgrößeKaltdrahtIndirekter Heißdraht
Raupenbreite5,8 mm6,1 mm
Überhöhung1,0 mm1,2 mm
Mittlere Einbrandtiefe0,5 mm0,3 mm
Geometrische Aufmischung26.7%19.8%

Für das Experiment aus dem Jahr 2026 wurden ein Grundwerkstoff aus A516 Gr.70 und ein Zusatzwerkstoff aus ER385/904L mit vier Proben je Betriebsbedingung verwendet. In der Schlussfolgerung werden die Aufmischungswerte anders gerundet, und einige Bezeichnungen der Betriebsparameter widersprechen einander. Die Tabelle gibt den Ergebnisteil wieder; sie liefert weder eine Rezeptur für die Fertigung noch einen Beleg dafür, dass Heißdraht die Korrosionsbeständigkeit immer verbessert.

Bei dem konkret untersuchten Werkstoff sank die Aufmischung von 26,7 % auf 19,8 %, und die Raupenform veränderte sich. Würde einer dieser Prozentwerte als allgemeines Abnahmekriterium behandelt, gingen bei beiden Änderungen die Bedingungen der Studie verloren. Bei einer beschafften Auftragsschweißung müssen die vorgegebene chemische Zusammensetzung und die erforderliche verbleibende Dicke auf die fertig bearbeitete Oberfläche und das vereinbarte Probenahmeverfahren bezogen werden.

Schweißbad steuern, ohne Einstellwerte als Rezeptur zu behandeln

Schweißbad steuern, ohne Einstellwerte als Rezeptur zu behandeln — Aubrik

Eine Schweißanweisung für GTAW-Auftragsschweißungen erfordert die Steuerung von Lichtbogenenergie, Verfahrbewegung, Zusatzwerkstoff und Wärmeverlauf. Wird nur die Wärmeeinbringung aufgezeichnet, bleiben verschiedene Kombinationen aus Schweißstrom und Schweißgeschwindigkeit verborgen. Der Anteil der Heißdrahtenergie und seine Messgrundlage sollten dokumentiert werden, statt ihn stillschweigend in einen ausschließlich auf den Lichtbogen bezogenen Wert einzubeziehen oder daraus auszuschließen.

Der Lichtbogenstrom wird durch eine Konstantstrom-Schweißstromquelle geregelt, doch damit sind nicht alle Merkmale der Schweißnaht festgelegt. Die Verhältnisse im Schweißbad werden außerdem von der Lichtbogenlänge, dem Zustand der Elektrode und der Art der Zusatzwerkstoffzufuhr beeinflusst. Eine nachgewiesene Schweißanweisung kann nicht durch eine kurze Lichtbogenlänge oder gepulsten Strom ersetzt werden. Fordern Sie Angaben zu den untersuchten Bereichen, zur Dokumentation während der Fertigung und zu den Änderungen an, die eine weitere Prüfung erfordern.

Die Studie von TWI aus dem Jahr 2010 zur Legierung 625 enthält einen wichtigen Warnhinweis. Bei annähernd gleicher Wärmeeinbringung ergaben 148 A bei einer Schweißgeschwindigkeit von 80 mm/min einen gemessenen Fe-Anteil von etwa 20 %, gegenüber 50–60 % bei 208 A und 120 mm/min. Diese Daten beziehen sich auf C-Mn-Stahl und stellen keine empfohlenen Schweißeinstellungen dar.

Die Steuerung der Schutzgasabdeckung muss getrennt von der Schweißstromquelle bewertet werden. Die Schutzgasabdeckung wird durch den Gasdurchfluss, die Zugänglichkeit des Schweißbrenners und die Umgebungsbedingungen beeinflusst. Gepulstes GTAW führt zusätzliche Parameter für die Höhe und zeitliche Steuerung des Pulsstroms ein. Auch gepulstes Schweißen benötigt eine Schutzgasabdeckung. Ein ansprechendes Nahtbild und ein stabiler Lichtbogen belegen keine für den Bediener unbedenkliche Atmosphäre.

OSHA hat insbesondere in geschlossenen Umgebungen auf die Verdrängung von Sauerstoff durch Argon oder Helium hingewiesen. Eine geringe sichtbare Rauchentwicklung schließt das Risiko nicht aus. Die zuständigen Teams am Einsatzort sind dafür verantwortlich, geeignete Schutzmaßnahmen und die erforderliche Belüftung bereitzustellen. Dieses Dokument enthält weder schrittweise Arbeitsanweisungen für Arbeiten in engen Räumen noch Schutzgas-Volumenströme.

Im Vergleich von TWI blieb die Wärmeeinbringung beim Wechsel von 148 A/80 mm/min auf 208 A/120 mm/min annähernd gleich, der gemessene Fe-Anteil änderte sich jedoch erheblich. Für die Beschaffung ergibt sich daraus eine konkrete Konsequenz: Neben der Aufzeichnung der Wärmeeinbringung müssen Strom, Schweißgeschwindigkeit und die Grundlage für die Bilanzierung der Heißdrahtenergie verlangt werden. Die gleiche berechnete Energie je Längeneinheit gewährleistet nicht die gleiche chemische Zusammensetzung des aufgetragenen Werkstoffs.

GTAW-System auf die tatsächliche Bauteilgeometrie auslegen

GTAW-System auf die tatsächliche Bauteilgeometrie auslegen — Aubrik

Wählen Sie die GTAW-Ausrüstung anhand der zu erreichenden Oberfläche und der zu erstellenden Aufzeichnungen aus. Schweißbrenner, Drahtvorschub, Bewegungsachsen, Werkstückspannung und Kühlung müssen über den gesamten vorgesehenen Verfahrweg synchron arbeiten. Der Nachweis der Leistungsfähigkeit der Ausrüstung, die Qualifizierung der Schweißanweisung und die Abnahme des Endprodukts sind voneinander getrennte Sachverhalte, die jeweils eigene Nachweise erfordern.

Prüfen Sie bei Bohrungen den Freiraum entlang des Verfahrwegs einschließlich der Drahteinführung und der Rückbewegung des Schweißbrenners. Bei zylindrischen Bauteilen sind die Drehbewegung und der Übergang zwischen benachbarten Schweißraupen zu prüfen. Ein wassergekühlter Schweißbrenner benötigt die für die vorgesehene Beanspruchung festgelegte Kühlanordnung. Ein Roboter allein beantwortet diese anwendungsbezogenen Fragen nicht.

Prüfen Sie beim Angebot für die GTAW-Maschine die Schweißstromquellen und Schnittstellen. Der Lieferant sollte erläutern, wie die Steuerung Lichtbogen, Drahtvorschub und separate Drahterwärmung regelt. Fordern Sie Fertigungsaufzeichnungen an, statt eine Liste der installierten Komponenten als Beschreibung der Prozesssteuerung zu akzeptieren. Unterscheiden Sie Vorführungen an dünnen Werkstoffen von der vorgesehenen Grundwerkstoffdicke und den Bedingungen der Wärmeableitung.

Der Praxisbeitrag von Allford und Hebble aus dem Jahr 2019 beschreibt den Zusammenhang zwischen Schweißbrennerhöhe, Auftreffpunkt des Drahts und Kontaktrohrabstand. Beide Autoren waren mit ARC Specialties verbunden. Ihre Beschreibung stützt die Prüfung der koordinierten Bewegung; Produktivitätsangaben des Lieferanten erfordern dennoch einen repräsentativen Versuch.

Fordern Sie für die hypothetische Frage zu einer Ventilbohrung eine anhand der Zeichnung durchgeführte Prüfung der Zugänglichkeit sowie einen Versuch an, der den am schwersten zugänglichen Bereich einschließt. Eine ebene Vorführung des Schweißverfahrens auf einer Werkbank lässt die Frage der Zugänglichkeit ungeklärt. Aus dem Versuch sollte eindeutig hervorgehen, was er nachweist und was ungeprüft bleibt.

Zu den Kategorien für Bewegung und Werkstückspannung gehören Aubriks Schweißpositionierer für die kontrollierte Drehbewegung von Bauteilen und Säulen-und-Ausleger-Systeme zur Führung des Schweißbrenners. Auf den öffentlich zugänglichen Seiten wird keine Qualifizierung einer Schweißanweisung für Ihre Auftragsschweißung genannt. Hintergrundinformationen zur Ausrüstung bietet der Leitfaden zur Verwendung eines Schweißpositionierers.

Eine Studie mit Zusatzdraht von 1,2 mm Durchmesser und einem wassergekühlten Schweißbrenner beschreibt, was ihre Autoren geprüft haben, und nicht, was von einer Fertigungszelle erwartet werden kann. Akzeptieren Sie eine ähnlich klingende Ausrüstungsliste erst, nachdem Bauteilzeichnung, Arbeitsraum des Schweißbrenners und erforderlicher Verfahrweg verglichen wurden. Trennen Sie die Katalogbeschreibung des Ausrüstungsherstellers vom Anwendungsnachweis.

Angebote anhand der abgenommenen Auftragsschweißung einschließlich Nacharbeit vergleichen

Angebote anhand der abgenommenen Auftragsschweißung einschließlich Nacharbeit vergleichen — Aubrik

Angebote sollten für dieselbe Stückzahl, dieselbe Endgeometrie und denselben Abnahmeumfang verglichen werden. Der Schweißgutauftrag bei eingeschaltetem Lichtbogen ist nur ein Teil der Kosten einer abgenommenen Auftragsschweißung. Vorbereitung, Neupositionierung, Bearbeitung und Prüfung können die Kosten beeinflussen, während Unsicherheiten bezüglich Nacharbeit, Ausschuss und Abnahme im ersten Durchlauf in einem hervorgehobenen Schweißpreis unberücksichtigt bleiben können.

Beispielangebot für ein identisches Bauteil; willkürliche Währungseinheiten
Enthaltener ArbeitsschrittAngebot AAngebot B
Schweißen400 Einheiten300 Einheiten
Fertigbearbeitung150 Einheiten240 Einheiten
Prüfung50 Einheiten80 Einheiten
Zwischensumme vor Nacharbeit oder Ausschuss600 Einheiten620 Einheiten

Bei den (angenommenen) Zahlen ergeben 400 + 150 + 50 = 600 Einheiten, während 300 + 240 + 80 = 620 Einheiten ergeben. Die günstigere Schweißposition führt nicht zur günstigeren Zwischensumme. Keine dieser Zwischensummen belegt die Kosten je abgenommenem Bauteil. Legen Sie fest, ob der Lieferant oder der Käufer die Kosten für Prüfungen und Reparaturen beanstandeter Bauteile trägt.

Bei der tatsächlichen Fertigungskalkulation werden die vereinbarten Gesamtkosten der Charge einschließlich der zugeordneten Kosten für Nacharbeit und Ausschuss durch die Anzahl der abgenommenen Teile geteilt. Geben Sie an, was im Zähler enthalten ist. Teilen Sie ein Angebot, das bereits eine abgenommene Lieferung garantiert, nicht nochmals durch die Ausbeute; dadurch könnten Ausfallkosten doppelt berücksichtigt werden.

Ermitteln Sie den verborgenen Engpass, indem Sie die Dauer jedes einzelnen Schritts bei Vorbereitung, Lichtbogenauftrag, Bewegung, Bearbeitung und Prüfung getrennt erfassen. Ist die Bearbeitung der Engpass, verbessert eine höhere Auftragsleistung möglicherweise nicht die Lieferzeit. Kahlichs Erörterung des Plattierens aus dem Jahr 2010, die aus Sicht von ARC Specialties verfasst wurde, weist darauf hin, dass Fertigbearbeitung und Reparatur berücksichtigt werden sollten.

Sowohl bei Angebot A mit 600 Einheiten als auch bei Angebot B mit 620 Einheiten sind Nacharbeit und Ausschuss ausgeschlossen. Eine faire Kaufentscheidung erfordert dieselbe Vereinbarung zu Kostenumfang, Abnahmekriterien und Stückzahl sowie die Offenlegung der Unsicherheit hinsichtlich der Ausbeute im ersten Durchlauf. Vergleichen Sie die Kosten mit der nachgewiesenen Kapazität und Lieferzeit; keine einzelne Zwischensumme bestimmt das beste Schweißverfahren.

Vor dem Fertigungslauf eine Abnahmematrix für die Auftragsschweißung verwenden

Vor dem Fertigungslauf eine Abnahmematrix für die Auftragsschweißung verwenden — Aubrik

In einer Abnahmematrix für die Auftragsschweißung wird jede Anforderung mit einer Messung, einem Messort und einem Entscheidungsträger verknüpft. Dies hilft einem Käufer, die Qualifizierung einer Schweißanweisung von der Fertigungsprüfung und der Bewertung der Einsatztauglichkeit zu unterscheiden. Die hier dargestellte Matrix dient einer technischen Prüfung; das anwendbare Regelwerk, der Vertrag und der zuständige Ingenieur bestimmen die konkreten Prüfungen, Grenzwerte und Freigabeanforderungen.

Nachweiskette für die fertig bearbeitete Oberfläche

Dieses Arbeitsblatt trägt die Bezeichnung „Nachweiskette für die fertig bearbeitete Oberfläche“. Verfolgen Sie die Anforderung bis zur freiliegenden Oberfläche nach der mechanischen Bearbeitung. Jede Zeile muss einem Verantwortlichen zugewiesen werden; eine leere Abnahmegrenze ist eine nicht festgelegte Anforderung, die noch geklärt werden muss.

Arbeitsblatt zur Abnahmeprüfung; projektspezifische Grenzwerte müssen angegeben werden
AnforderungNachweis und AblageortVorgeschlagener VerantwortlicherEntscheidung
BetriebsbeanspruchungMedium, Verschleiß- oder ReparaturbedingungenKonstruktionsingenieurWerkstoffgrundlage freigeben
Anwendbarkeit der SchweißanweisungQualifizierungsnachweis und abgedeckte EinflussgrößenSchweißfachingenieurAnwendbaren Geltungsbereich bestätigen
PersonalqualifikationAnwendbare Nachweise für Schweißer oder BedienerSchweißaufsichtErforderlichen Qualifikationsumfang bestätigen
EndmaßeMessung nach der mechanischen BearbeitungMaßprüfungMit der Zeichnung vergleichen
Verbleibende AuftragsschweißungDicke an den festgelegten StellenQualitätsteamErforderlichen Mindestwert bestätigen
Chemische Zusammensetzung des SchweißgutsVerfahren, Tiefe und ProbenahmestelleWerkstoffingenieurMit der Spezifikation vergleichen
Verbund und UnregelmäßigkeitenVereinbarte Prüfung und PrüfumfangPrüfstelleFestgelegte Abnahmekriterien anwenden
Relevanz der KorrosionsprüfungVerfahren, Vorbereitung und ExpositionWerkstoffingenieurAussagekraft des Ergebnisses bestätigen
Reparatur und FreigabeEntscheidung und rückverfolgbarer AbschlussnachweisFreigabeberechtigterAnnehmen, reparieren oder zurückweisen

“Das Aufbauen und Reparieren des Grundwerkstoffs wird durch ISO 15613 oder ISO 15614‑1 abgedeckt.”

Die zitierte Unterscheidung verhindert, dass die Zulassung einer Schweißanweisung für Auftragsschweißungen stillschweigend auf eine Reparatur des Grundwerkstoffs ausgeweitet wird. Auch die Qualifizierung einer Schweißanweisung und des Personals ersetzt nicht die erforderlichen Produktprüfungen. In einem Schweißqualitätsbericht sollte angegeben werden, welche Verpflichtung damit erfüllt wird.

Laut den öffentlich zugänglichen Hinweisen zu ASTM G48-25 bewertet die Chloridprüfung nicht die Ausbreitung lokaler Korrosion. Sie bewertet lediglich die Entstehung lokaler Korrosion unter festgelegten Chlorid-Prüfbedingungen, ohne die Anfälligkeit in chloridfreien Umgebungen zu bestimmen. Durch Schleifen oder Beizen kann eine Prüfprobe so verändert werden, dass sie für das Bauteil oder die Schweißnaht nicht mehr repräsentativ ist. Stellen Sie sicher, dass das Prüfverfahren und die Prüfstelle sowie die Vorbereitung der Probe dokumentiert werden.

Bei Ventilbohrungen müsste zur Klärung des Einwands “die Probe hat bestanden” untersucht werden, ob die Probe die Fertigungsvariablen und die fertig bearbeitete Oberfläche tatsächlich repräsentiert. Eine optisch ansprechende Schweißraupe, ein Ergebnis zur chemischen Zusammensetzung und ein Korrosionsprüfergebnis aus dem Labor beantworten unterschiedliche Fragen. Es liegt in der Verantwortung des Ingenieurs, diese Nachweise mit der festgelegten Abnahmegrundlage zu verknüpfen.

Wenn ein beispielhafter Bericht etwa die Werkstoffgüte des Zusatzwerkstoffs beschreibt, enthält er möglicherweise keine Angabe zur Tiefe der Probe für die chemische Analyse. Geben Sie diesen Bericht zur Klärung zurück, bevor Sie ihn als Nachweis für die fertig bearbeitete Oberfläche betrachten. Wenn ein anderer Bericht ein Korrosionsprüfergebnis ohne Angaben zur Probenvorbereitung beschreibt, fordern Sie den Nachweis über die Vorbereitung an. Keine der beiden Auslassungen begründet die Annahme, dass die Auftragsschweißung fehlerhaft ist; beide verhindern jedoch, dass ein Prüfer beurteilen kann, ob die Nachweise die untersuchte Fragestellung beantworten.

Für eine rückverfolgbare Abnahme muss jede GTAW-Auftragsschweißung mit den zugehörigen Fertigungsnachweisen und jeder genehmigten Reparaturentscheidung verknüpft bleiben. Die für das Arbeitsblatt vorgeschlagenen Verantwortlichen können an den Vertrag angepasst werden, in dem eine befugte Person zur Klärung von Abweichungen benannt sein sollte. Die Unterlagen können vom Einkauf zusammengestellt werden, während die technische Abnahme der benannten zuständigen Stelle obliegt. Die Verantwortung für die Arbeiten vor Beginn der Fertigung zu vereinbaren, verhindert Unklarheiten bei der Übergabe.

Neuere GTAW-Technik anhand derselben Abnahmeprüfung bewerten

Neuere GTAW-Technik anhand derselben Abnahmeprüfung bewerten — Aubrik

Neue GTAW-Technik sollte anhand eines anwendungsspezifischen Vergleichs bewertet werden. Die Vorwärmung des Drahts und der Einsatz mehrerer Elektroden in Verbindung mit einer koordinierten Steuerung können das Verfahren verändern, doch ein datiertes Forschungsergebnis belegt weder die aktuelle Verfügbarkeit noch die Eignung für dieses Bauteil. Verlangen Sie für die Bewertung einer vorgeschlagenen Verbesserung dieselbe Abnahmegrundlage für die fertig bearbeitete Oberfläche.

Die im Februar 2026 veröffentlichte Studie von da Cruz zur indirekten induktiven Drahterwärmung auf Blechen mit den Abmessungen 150 × 150 × 12,7 mm enthielt einige geometrische Beobachtungen, berichtete jedoch teilweise widersprüchliche Ergebnisse. Fordern Sie die zugrunde liegenden Versuchsdaten an, wenn in einer Verkaufspräsentation ein einzelner Prozentwert aus dieser Veröffentlichung angeführt wird. Das Veröffentlichungsjahr entscheidet weder darüber, ob eine bestimmte Schweißtechnik geeignet ist, noch über die Integrität der Schweißnaht.

Wichtigste Erkenntnis

Legen Sie die GTAW-Auftragsschweißung ausgehend von der abgenommenen fertig bearbeiteten Oberfläche fest. Verknüpfen Sie die Betriebsanforderung mit der Schweißanweisung, repräsentativen Messungen und Fertigungsnachweisen, bevor Sie Anlagen oder Angaben zur Abschmelzleistung vergleichen.

Zur Besprechung der Anwendung prüfen Sie den Leistungsumfang von Aubrik für das Metallschweißen und senden Sie die Bauteilzeichnung sowie die Anforderungen an die Auftragsschweißung. Bestätigen Sie bei dieser Prüfung die für den Auftrag erforderlichen Fähigkeiten und Qualifikationen.

Häufig gestellte Fragen zum GTAW-Auftragsschweißen

Wofür steht GTAW?

GTAW steht für Wolfram-Inertgasschweißen.
Die Bezeichnung verweist auf das Schutzgas und die Wolframelektrode zur Zündung des Lichtbogens. WIG-Schweißen ist eine weitere Bezeichnung für das in dieser Erläuterung zum Auftragsschweißen behandelte Verfahren. Der separat zugeführte Zusatzwerkstoff bildet die Legierung der Auftragsschweißung. Die Abkürzung bezeichnet das Schweißverfahren; sie legt weder die Werkstoffgüte des Zusatzwerkstoffs noch die Schichtdicke oder die Abnahmekriterien für die Auftragsschweißung fest. Diese Angaben sollten Bestandteil der Zeichnung und der Schweißanweisung sein, die den Arbeitsgang beschreibt.

Sind GTAW und WIG dasselbe?

Ja. GTAW ist die formelle Verfahrensbezeichnung für das allgemein als WIG bezeichnete Schweißen; die Bezeichnung allein legt weder die Drahterwärmung und die Automatisierung der Verfahrbewegung noch die Abnahmeanforderungen für eine Auftragsschweißung fest.
Beide Begriffe bezeichnen ein Schweißverfahren mit einer nicht abschmelzenden Wolframelektrode und einem extern zugeführten inerten Schutzgas. „GTAW oder WIG“ gibt nicht an, ob das System mit Kalt- oder Heißdrahtzuführung arbeitet. Daraus geht auch nicht hervor, ob manuell oder mit mechanisierter Verfahrbewegung geschweißt wird. Fordern Sie diese Angaben beim Vergleich von Systemen an. Autogenes WIG-Schweißen ohne Zusatzwerkstoff trägt die in diesem Artikel zum Auftragsschweißen behandelte Legierungsschicht nicht auf und erzeugt daher diese Auftragsschweißung nicht.

Warum wird eine Auftragsschweißung eingesetzt?

Mit einer Auftragsschweißung kann eine erforderliche Oberflächenlegierung aufgebracht oder die Abmessung eines Bauteils wiederhergestellt werden, wobei die Werkstoffwahl und die Abnahme auf die Betriebsbedingungen und die genehmigte Reparaturgrundlage abgestimmt sein müssen.
Dazu gehören eine korrosionsbeständige Schicht auf einem geeigneten Grundwerkstoff, eine verschleißbeständige Auftragsschicht oder eine genehmigte Maßreparatur. Die Eignung und Leistungsfähigkeit im Betrieb hängen von der jeweiligen Funktion ab. Die Härte allein weist keine Korrosionsbeständigkeit nach, und die Wiederherstellung der Abmessung belegt keine Eignung für den Betrieb. Alternative Verfahren, darunter Lichtbogenhandschweißen oder Metall-Schutzgasschweißen, müssen anhand derselben Anwendungsanforderungen bewertet werden und dürfen nicht allein aufgrund ihrer Bezeichnung ausgewählt werden.

Welche Nachteile hat GTAW?

GTAW kann hinsichtlich Abschmelzleistung, Zugänglichkeit und Steuerung Einschränkungen mit sich bringen, die die Fertigungszeit verlängern; vergleichen Sie daher bei der Bewertung der Kosten eines abgenommenen Bauteils den gesamten Ablauf einschließlich Endbearbeitung und Prüfung.
Die separate Drahtzuführung, die Schutzgaszufuhr und die präzise Bewegungsführung erfordern besondere Sorgfalt. Die Heißdrahttechnik kann die Abschmelzleistung erhöhen, erfordert jedoch zusätzliche Wärmeeinbringung und Koordination. Berücksichtigen Sie den gesamten Ablauf bis zum abgenommenen Bauteil einschließlich Endbearbeitung und Prüfung, statt anzunehmen, dass entweder manuelles GTAW oder automatisiertes Heißdrahtschweißen kostengünstiger ist.

Sind Auftragsschweißung und Plattieren dasselbe?

Die Auftragsschweißung ist eine Möglichkeit, eine Plattierschicht aufzubringen; da sich die Beschaffungsbegriffe überschneiden können, sollte eine Einkaufsspezifikation das Auftragsverfahren, die Funktion der Oberfläche und die Abnahmegrundlage benennen.
In diesem Artikel bezeichnet Plattieren die Schutzschicht, während Auftragsschweißung das Aufbringen dieser Schicht durch Schweißen bezeichnet. Da es weitere Plattierverfahren gibt, legt das Wort Plattieren allein das Verfahren nicht fest. Darüber hinaus wird der Begriff Auftragsschweißen weiter gefasst und schließt Hartauftragen sowie den Maßaufbau ein. Eine Bestellung sollte die Funktion der erforderlichen Oberfläche, den aufzutragenden Werkstoff und die Abnahmegrundlage angeben. Geben Sie an, ob sich die Abmessungen auf den Zustand unmittelbar nach dem Auftrag oder auf das fertig bearbeitete Bauteil beziehen. Beschreiben Sie anschließend, wie die Dicke und die chemische Zusammensetzung der verbleibenden Schicht zu diesem Zeitpunkt geprüft werden. Bestätigen Sie bei Reparaturen oder Pufferschichtschweißungen unabhängig davon den geeigneten Qualifizierungsweg. Dadurch werden technisch wesentlich unterschiedliche Verpflichtungen voneinander abgegrenzt.

Literatur und Quellen