Was ist
Elektrodenschweißen?
Einfach, vielseitig, effektiv
Das Elektrodenschweißen (auch Lichtbogen-Handschweißen, Stabelektrodenschweißen oder E-Handschweißen) ist meist der erste Schweißprozess, den Schweißer in ihrer Ausbildung vermittelt bekommen. Es ist einfach zu erlernen, bietet aber bereits Einblicke in die Funktionsweise von Schweißgeräten und das Verhältnis von Metallen zu elektrischer Spannung.
Das Schweißen mit der Stabelektrode bietet zahlreiche Vorteile gegenüber MIG/MAG- und WIG-Prozessen. Grundsätzlich lassen sich fast alle Materialien elektrodenschweißen. Das Verfahren kommt hauptsächlich im Stahl- und Rohrleitungsbau, aber auch in Metallhandwerk und -industrie zum Einsatz. E-Handschweißen lässt jede Art von Schweißnaht und -position zu - egal ob in Zwangslagen oder Überkopf, Steignähte oder Fallendschweißen. Darüber hinaus ist der Schweißer unabhängig von Schutzgasen und kann ohne weiteres im Freien arbeiten - selbst bei ungünstigen Witterungsverhältnissen wie Wind oder Regen.
Elektroden-Handschweißen: So funktioniert's
Beim Elektrodenschweißen zündet eine Berührung von Stabelektrode und Werkstück den Lichtbogen. Dabei entsteht für einen Sekundenbruchteil ein Kurzschluss zwischen den beiden Polen, so dass anschließend Strom fließen kann. Der Lichtbogen brennt zwischen dem Werkstück und der Elektrode. Dadurch entsteht die erforderliche Schmelzwärme. Durch den abschmelzenden Kerndraht und die ebenfalls abschmelzende Umhüllung liefert die Elektrode außerdem die schützende Schlacke und die Schutzgasglocke.
Lichtbogen-Handschweißen erfordert eine niedrige Spannung und eine hohe Stromstärke. Das Schweißgerät wandelt die vorhandene Netzspannung in eine wesentlich geringer Schweißspannung um. Gleichzeitig liefert es die benötigte Stromstärke, mit der sich die Stromquelle zudem einstellen und regeln lässt.
Die Stromstärke ist beim E-Handschweißen der wichtigste Parameter für die Qualität der Verbindungen. Daher muss sie möglichst konstant bleiben, auch wenn sich die Lichtbogenlänge verändert. Um dies sicherzustellen, haben Stromquellen zum Elektrodenschweißen immer fallende Kennlinien.
Systemaufbau Elektrodenschweißen
(1) Netzanschluss
(2) Stromquelle
(3) Schweißkabel (Elektrode)
(4) Massekabel (Werkstück)
(5) Elektrodenhalter
(6) Masseklemme
(7) Stabelektrode
(8) Werkstück
Wie entsteht ein Lichtbogen?
Damit ein Lichtbogen entstehen kann, muss der Stromkreis zwischen der Elektrode und dem Werkstück aufgebrochen werden. Beim E-Handschweißen passiert das durch eine Kontakt- oder Berührungszündung. Der Lichtbogen zündet durch Berührung der Stabelektrode auf dem Werkstück. Damit ein Lichtbogenplasma entsteht, müssen Werkstoff und Umhüllung durch den hohen Kurzschlussstrom schmelzen bzw. verdampfen. Gleichzeitig muss die Spannung (Kathoden-, Anoden-, und Lichtbogenlängen- Spannung) ausreichend hoch sein, damit der Lichtbogen sich ausbilden kann. Die notwenigen Ströme und Spannungen sind vom Elektrodendurchmesser und der Elektrodenumhüllung abhängig.
Historische Meilensteine des Elektrodenschweißens
Fokus Elektrode
Aufgaben der Elektrodenumhüllung
- Ionisierung der Luftstrecke
- Bildung einer Schutzgasglocke
- Bildung der Schlacke
- Stabilisierung des Lichtbogens
- Steuerung der Desoxidation
- Steuerung der Auf- und Ablegierungsvorgänge im Schweißbad
- Beeinflussung der Abkühlgeschwindigkeit der Schweißnaht
- Erhöhen der Abschmelzleistung (Ausbringung)
| Kurzzeichen | Elektrodentyp | Eigenschaften und Verwendung |
| A | sauer umhüllt | hohe Lichtbogenstabilität, hochflüssiges Schmelzbad, nur selten in Verwendung |
| C | zellulose umhüllt | intensiver Lichtbogen, wenig Schlacke, hoher Aufschmelzgrad im Bereich des Schmelzbades, schwer zu verschweißen |
| R | rutil umhüllt | feintropfiger Werkstoffübergang, einfach zu verschweißen, flache Nähte, schlechte Spaltüberbrückbarkeit |
| RR | dick rutil umhüllt | feintropfiger Werkstoffübergang, einfach zu verschweißen, flache Nähte, schlechte Spaltüberbrückbarkeit |
| RC | rutilzellulose umhüllt | feintropfiger Werkstoffübergang, einfach zu verschweißen, flache Nähte, schlechte Spaltüberbrückbarkeit |
| RA | rutilsauer umhüllt | feintropfiger Werkstoffübergang, einfach zu verschweißen, flache Nähte, schlechte Spaltüberbrückbarkeit |
| RB | rutilbasisch umhüllt | feintropfiger Werkstoffübergang, einfach zu verschweißen, flache Nähte, schlechte Spaltüberbrückbarkeit |
| B | basisch umhüllt | geeignet für hochfeste Verbindungen, vielseitige Positionsverschweißbarkeit, etwas schwieriger zu verschweißen als rutil umhüllte Elektroden |
Innovative Schweißgeräte für E-Handschweißen
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Der Traum vom Schweißen
Jeder will „seinen Traum leben“ – David Blackburn baut ihn sich. Tagsüber arbeitet er seit 15 Jahren als Maschinenschlosser, abends und an den Wochenenden als Schweißer. Mit seiner Ein-Mann-Firma Blackburn Fabrication in Columbus, Ohio, repariert er alles, von Auspuffkrümmern für Flugzeuge bis hin zu Zäunen von Farmen. Was bei seinen Arbeiten nicht fehlen darf: die TransPocket 180.
