Element z aluminium czeka na spawanie i pada pytanie: MIG czy TIG? Cienkie blachy i elementy z widocznymi spoinami zwykle spawa się metodą TIG, czyli nietopliwą elektrodą wolframową, a grubsze elementy i dłuższe spoiny metodą MIG, czyli topliwym drutem. Granicę przesuwają jednak stop, osprzęt i instrukcja technologiczna spawania. Poniżej wyjaśniamy, kiedy wybrać MIG, a kiedy TIG, jaki dobrać gaz i drut oraz o jakie dokumenty zapytać wykonawcę.
Najważniejsze informacje
- TIG wybiera się zwykle do cienkich blach i widocznych spoin, a MIG do grubszych elementów i dłuższych spoin. Producenci materiałów spawalniczych podają typowe zakresy: 1–3 mm dla TIG i 3–12 mm dla MIG. Wiążący jest jednak zakres zapisany w instrukcji technologicznej spawania (WPS) i potwierdzony kwalifikacją technologii spawania.
- Aluminium spawa się w osłonie gazu obojętnego: argonu (kod I1 w EN ISO 14175) albo mieszanki argonu z helem (I3), a rzadziej czystego helu (I2). Gazów aktywnych, typowych dla spawania w osłonie gazów aktywnych, czyli MAG, do aluminium się nie stosuje.
- W stopach serii 6xxx strefa wpływu ciepła ma niższą wytrzymałość niż materiał rodzimy. Eurokod 9 wymaga uwzględnienia tego w obliczeniach.
- W certyfikacie wykonawcy zwykle widać materiał i część normy EN 1090 (dla aluminium część 3), klasę wykonania EXC, procesy i grupy materiałowe. Warto go przeczytać do końca, a nie tylko zapytać, czy wykonawca go ma.
Czym aluminium różni się od stali przy spawaniu?
Warstwa tlenku
Aluminium pokrywa cienka warstwa tlenku glinu, który topi się w temperaturze ponad 2000 °C, podczas gdy samo aluminium topi się w około 660 °C. Nieroztopiony tlenek może zostać w spoinie i utrudnić prawidłowe wtopienie.
Dlatego materiał czyści się krótko przed spawaniem. Najpierw odtłuszcza się go, na przykład acetonem, a potem usuwa tlenek szczotką ze stali nierdzewnej, przeznaczoną wyłącznie do aluminium.
Po czyszczeniu spawa się możliwie szybko, a według instytutu spawalniczego czas między czyszczeniem a spawaniem liczy się w godzinach, nie w dniach. Aluminium warto też trzymać osobno od produkcji stalowej, żeby nie przenosić na nie zanieczyszczeń.
Ciepło i odkształcenia
Aluminium przewodzi ciepło około 5 razy lepiej niż stal niskowęglowa, a jego rozszerzalność cieplna jest prawie dwukrotnie większa. Według producenta materiałów spawalniczych spoina kurczy się przy krzepnięciu o około 6% objętości. W praktyce ciepło szybko odpływa z miejsca spawania, a element łatwiej się odkształca.
Według producentów materiałów spawalniczych najczęstszą przyczyną odkształceń jest przewymiarowanie spoin. Odkształcenia ograniczają:
- mniejsza objętość spoin,
- spoiny przerywane,
- symetria względem osi obojętnej przekroju,
- dobrana kolejność ściegów,
- wstępne ustawienie elementów z naddatkiem na odkształcenie,
- przyrządy montażowe,
- profile wyciskane zamiast spawanych.
Porowatość wodorowa
Według instytutu spawalniczego wodór rozpuszcza się w ciekłym aluminium około 20 razy lepiej niż w stałym, więc podczas krzepnięcia wydziela się i tworzy pory.
Wodór trafia do jeziorka z kilku źródeł, które da się ograniczyć przed spawaniem:
- wilgoć z powietrza i z gazu,
- uwodniony tlenek,
- smary i tłuszcz z dłoni,
- nieszczelne lub zawilgocone przewody gazowe,
- zanieczyszczony drut.
Ten sam instytut wskazuje też, że punkt rosy gazu najlepiej utrzymywać poniżej −50 °C. Przy wyborze metody liczy się więc nie tylko grubość. Przykładem jest TIG, w którym prąd przemienny rozbija warstwę tlenku.
Kiedy wybrać TIG (141)?
Według ISO 4063 TIG z materiałem dodatkowym ma numer 141, a bez niego 142.
Prąd przemienny i oczyszczające działanie łuku
Aluminium spawa się metodą TIG zwykle prądem przemiennym. W półokresie z elektrodą na plusie łuk rozbija warstwę tlenku, a w półokresie z elektrodą na minusie wprowadza ciepło i zapewnia przetop.
Udział obu półokresów określa balans prądu przemiennego, czyli balans AC. Według producenta sprzętu spawalniczego więcej czyszczenia oznacza mniejszą trwałość elektrody. Instytut spawalniczy podaje, że faza z elektrodą na plusie zajmuje zwykle około 20–40% okresu.
Zakres zastosowania
Producent materiałów spawalniczych podaje dla TIG typowy zakres grubości 1–3 mm i zaleca go przy grubościach poniżej 2 mm, a przy 2–3 mm wybór zależy od tego, czy ważniejsza jest wydajność MIG pulsacyjnego, czy precyzja TIG.
TIG daje dokładną kontrolę jeziorka, dlatego wybiera się go do widocznych i kosmetycznych spoin, cienkich krawędzi, detali i napraw. Wadą jest mniejsza wydajność stapiania. Do grubszych elementów i dłuższych spoin zwykle sięga się więc po MIG.
Kiedy wybrać MIG (131)?
MIG (131) to spawanie drutem litym w osłonie gazu obojętnego. Producent materiałów spawalniczych podaje dla niego typowy zakres 3–12 mm, przy czym MIG pulsacyjny stosuje się często przy grubościach 3–8 mm, a powyżej około 8–10 mm MIG o wysokiej wydajności stapiania.
Według producenta sprzętu spawalniczego standardowe spawanie MIG łukiem natryskowym jest możliwe od grubości około 1,9 mm. Cieńszy materiał spawa się łukiem pulsacyjnym albo metodą TIG prądem przemiennym. Jako gaz podaje on czysty argon.
Drut aluminiowy jest miękki. W prowadnicy zagina się, zakleszcza i plącze w tak zwane ptasie gniazdo (ang. birdnesting).
Dlatego do podawania miękkiego drutu aluminiowego stosuje się:
- rolki z rowkiem U,
- prowadnice z PTFE lub nylonu,
- minimalny docisk,
- końcówki dobrane do drutu.
Przy długich wiązkach, na przykład 6–12 m według producenta materiałów spawalniczych, pomaga podajnik push-pull. Drugim rozwiązaniem jest uchwyt spawalniczy ze szpulą, czyli spool gun.
MIG czy TIG: porównanie w jednej tabeli
Tabela zbiera orientacyjne zakresy z poradników producentów materiałów i sprzętu spawalniczego. To nie są granice z normy. Wiążący jest zakres zapisany w WPS i potwierdzony kwalifikacją technologii spawania.
| Cecha | TIG (141) | MIG (131) |
|---|---|---|
| Typowa grubość | 1–3 mm, zalecany poniżej 2 mm | 3–12 mm; MIG pulsacyjny często przy 3–8 mm; powyżej około 8–10 mm MIG o wysokiej wydajności stapiania |
| Wydajność stapiania | mniejsza | większa |
| Typowe zastosowanie | widoczne i kosmetyczne spoiny, cienkie krawędzie, detale, naprawy | dłuższe spoiny na grubszych elementach |
| Źródło prądu i osprzęt | źródło prądu przemiennego (AC) | rolki z rowkiem U, prowadnice z PTFE lub nylonu, podajnik push-pull przy długich wiązkach albo szpula w uchwycie |
| Gaz | argon, przy grubszych przekrojach argon z helem | argon |
Producent materiałów spawalniczych opisuje też podejście mieszane: wiele zakładów spawa metodą MIG większość długości spoin, a metodą TIG detale, i zapisuje ten podział w WPS. Obie metody łączy gaz obojętny, a jego dobór omawiamy poniżej.
Jaki gaz osłonowy pasuje do aluminium?
Przy aluminium wchodzą w grę wyłącznie gazy obojętne z grupy I według normy EN ISO 14175, która klasyfikuje gazy osłonowe.
| Kod | Skład | Uwagi |
|---|---|---|
| I1 | argon 100% | Wystarcza do większości prac TIG; do MIG zaleca go producent sprzętu spawalniczego. |
| I2 | hel | Zwiększa energię łuku i głębokość przetopu, dlatego stosuje się go do grubszych przekrojów; jest droższy od argonu. |
| I3 | argon z dodatkiem helu od 0,5 do 95% | Jak hel (I2): zwiększa energię łuku i głębokość przetopu, więc stosuje się tę mieszankę do grubszych przekrojów. |
Dokładny skład mieszanki I3 zapisuje się w WPS, ponieważ przedział zawartości helu jest bardzo szeroki, a od zawartości helu zależą zachowanie łuku i głębokość przetopu.
Jaki drut: 4043 czy 5356?
Materiały dodatkowe do spawania aluminium oznacza się według EN ISO 18273, w której symbol numeryczny stoi obok symbolu chemicznego. Według tabeli 1 normy Al 4043 to AlSi5, a Al 5356 to AlMg5Cr(A). W kartach producentów druty lite mają dodatkowo przedrostek S, na przykład S Al 5356.
Poniższe porównanie pochodzi od producenta materiałów spawalniczych. O ostatecznym doborze decyduje skład stopu rodzimego i zapis w WPS.
| Kryterium | 4043 (AlSi5) | 5356 (AlMg5Cr(A)) |
|---|---|---|
| Podatność na pęknięcia | niższa | wyższa |
| Plastyczność | niższa | wyższa |
| Wytrzymałość na ścinanie | niższa | wyższa |
| Dopasowanie koloru po anodowaniu | gorsze (ciemnoszary odcień) | znacznie lepsze |
| Praca w temperaturze powyżej około 65 °C | nadaje się | niezalecany |
| Materiał rodzimy serii 5xxx z Mg powyżej 2,5% (np. 5083) | nie stosować | właściwy (albo 5183, 5556) |
| Podawanie w MIG | miększy, gorzej się podaje | sztywniejszy, podaje się stabilniej |
Dobór drutu nie przywróci jednak wytrzymałości materiału rodzimego w strefie przy spoinie. Opisujemy to w następnej sekcji.
Ile wytrzymałości traci aluminium przy spoinie?
Według producenta materiałów spawalniczych wytrzymałość w strefie wpływu ciepła (SWC) stopów serii 6xxx spada po spawaniu typowo o 30–50%. Zawdzięczają one wytrzymałość utwardzaniu wydzieleniowemu, a ciepło spawania osłabia jego efekt.
Stopy serii 5xxx tracą natomiast tylko umocnienie przez zgniot, a materiał w SWC wraca do stanu wyżarzonego, więc spadek jest w nich znacznie mniejszy.
Eurokod 9 w wydaniu drugiej generacji, czyli EN 1999-1-1 z 2023 r., uwzględnia osłabienie SWC w obliczeniach, stosując współczynnik redukcji ρ_u,haz z tabeli 5.4 i pole efektywne A_u,eff według pkt 8.3.3.4. Wartości zależą od przypadku i wyznacza się je według normy, a wersję normy do zastosowania wskazuje projektant, dlatego liczb tu nie podajemy.
Co to oznacza w praktyce? Utrata wytrzymałości w SWC może wymusić większe przekroje albo przeniesienie spoin w miejsca mniej obciążone. O nośności decydują projekt i zapisana technologia, a nie sama metoda, dlatego warto sprawdzić dokumenty wykonawcy.
O jakie dokumenty zapytać wykonawcę?
Zakres dokumentów zależy od wymagań projektu i klasy wykonania, więc traktuj poniższe zestawienie jako punkt wyjścia do rozmowy z wykonawcą.
Certyfikat EN 1090: co mówi jego zakres
W certyfikacie zwykle widać normę wykonawczą, klasę wykonania EXC, procesy i grupy materiałowe. Klasę EXC dla konstrukcji dobiera projektant. Certyfikat określa, do której klasy włącznie wykonawca może realizować zlecenia.
EN 1090-1 dotyczy oceny zgodności elementów konstrukcji stalowych i aluminiowych, a wymagania wykonawcze dla aluminium zawiera norma EN 1090-3 z 2019 r. Dla stali odpowiednikiem jest EN 1090-2. EN 1090-3 obejmuje wyroby składowe o grubości od 0,6 mm i elementy spawane o grubości od 1,5 mm.
W certyfikatach publikowanych przez zakłady spawające aluminium widać na przykład:
- normę EN 1090-3,
- klasę EXC3,
- procesy 131 i 141,
- grupy materiałowe 22 i 23,
- nazwisko koordynatora spawalniczego.
Stopy aluminium dzieli się na grupy materiałowe według ISO/TR 15608. Grupy te podaje się w certyfikatach i w protokołach kwalifikowania technologii spawania, czyli WPQR. Grupa 22 to stopy nieutwardzalne cieplnie, z podgrupą 22.4 dla Al-Mg z Mg powyżej 3,5%, a grupa 23 to stopy utwardzalne cieplnie, z podgrupą 23.1 dla Al-Mg-Si, czyli serii 6xxx.
Dokumentacja spawalnicza
| Dokument | Do czego służy | Norma |
|---|---|---|
| Instrukcja technologiczna spawania (WPS) | zapisuje proces, materiał, drut, gaz i parametry | ISO 15609-1:2019 |
| Protokół kwalifikowania technologii spawania (WPQR) | potwierdza technologię; dla aluminium obejmuje procesy 131, 141, 142 i plazmowy 15, stopy przerabiane plastycznie i odlewy | ISO 15614-2:2025 |
| Kwalifikacje spawacza | egzamin kwalifikacyjny spawacza na aluminium | ISO 9606-2:2004 |
| Poziom jakości spoin | poziomy B, C i D dla złączy aluminiowych o grubości powyżej 0,5 mm, spawanych metodami MIG, TIG i plazmową | PN-EN ISO 10042:2018-09 |
| Jakość procesów spawania | wymagania jakości dla spawania metali (system, nie certyfikat wyrobu) | ISO 3834-1:2021 |
Każde z tych wymagań ma swój koszt, dlatego warto je znać przed zleceniem prac.
Od czego zależy cena spawania aluminium?
Jedna kwota nie odpowie na pytanie o koszt, bo zależy on od zlecenia. Przy porównywaniu ofert ważniejsze jest, co wchodzi w cenę. Sama stawka za centymetr spoiny tego nie pokaże.
Na koszt spawania aluminium wpływa kilka czynników:
- przygotowanie i czyszczenie: odtłuszczanie, usuwanie tlenku, krótki czas między czyszczeniem a spawaniem, wydzielone narzędzia i strefa,
- gaz: mieszanki z helem są droższe od czystego argonu,
- wybór procesu: TIG ma niższą wydajność niż MIG, a MIG wymaga osprzętu do aluminium i często podajnika push-pull,
- oprzyrządowanie i kontrola odkształceń: przyrządy, kolejność spawania, ewentualne prostowanie,
- projekt: utrata wytrzymałości w SWC może wymusić większe przekroje,
- dokumentacja i jakość: WPS, WPQR, kwalifikacje spawaczy, poziom jakości spoin i zakres badań oraz wymagania klasy wykonania.
Jak to wygląda w MAPALU?
Poniższe informacje opisują wyłącznie możliwości MAPALU. Inne zakłady mają inne możliwości i certyfikaty. Aluminium spawamy metodami MIG i TIG według technologii kwalifikowanych protokołami WPQR.
Mamy certyfikat PN-EN ISO 3834-2:2021-09 wydany przez Polski Rejestr Statków S.A. Certyfikat ma numer CW-WELD-032/1, jest ważny od 25.03.2026 do 24.03.2029 i dotyczy jakości procesów spawania metali.
Na życzenie dostarczamy WPS, protokoły kontroli wizualnej spoin oraz wyniki badań nieniszczących: penetracyjnych (PT) i ultradźwiękowych (UT). Spawacze mają aktualne uprawnienia TIG, MIG i MAG. MAG dotyczy stali, nie aluminium.
Najczęstsze pytania
Czy aluminium można spawać metodą MAG?
Nie. W metodzie MAG, czyli procesie 135, stosuje się gazy aktywne, takie jak CO₂ lub mieszanki do spawania stali. Aluminium spawa się w osłonie gazu obojętnego metodami MIG i TIG, czyli procesami 131, 141 i 142, a norma kwalifikowania technologii spawania aluminium, EN ISO 15614-2, wymienia procesy 131, 141, 142 i plazmowy 15, bez 135.
Czy zwykłym migomatem da się spawać aluminium?
Tak, ale trzeba przystosować sprzęt, a nie tylko zmienić gaz. Potrzebny jest gaz obojętny, nie CO₂ ani mieszanka do MAG, a do tego osprzęt do aluminium i zwykle tryb pulsacyjny na cienkie blachy, opisane w sekcji o MIG. Producenci materiałów spawalniczych ostrzegają, że układ wystarczający dla stali często podaje drut aluminiowy nierówno.
Czy parametry spawania z tabel w internecie można stosować?
Tylko orientacyjnie. Prąd, napięcie i prędkość podawania drutu zależą od stopu, grubości, rodzaju złącza, pozycji i sprzętu. W produkcji parametry zapisuje instrukcja WPS potwierdzona protokołem WPQR. Dlatego w poradniku nie podajemy tabeli parametrów.
Podsumowanie
Metodę spawania dobiera się do grubości, wyglądu spoiny i wymagań dokumentacyjnych, a przy konstrukcjach nośnych zakres certyfikatu i dokumenty spawalnicze warto sprawdzić, zanim powstanie pierwsza spoina. Jeśli masz rysunek lub model elementu z aluminium, prześlij go przez formularz wyceny. Doradzimy proces i przygotujemy wycenę. Więcej o naszych technologiach znajdziesz na stronie o usłudze spawania.