Elektrodenschweißen

Anwendungen, Geräte, Elektroden und Techniken zum Elektrodenschweißen

Die Grundlagen des Elektrodenschweißens

Das Elektrodenschweißen, auch als manuelles Metalllichtbogenschweißen (MMA) bezeichnet, bezieht sich auf ein Schweißverfahren, bei dem ein Schweißstab im Elektrodenhalter als Schweißelektrode dient. Der Lichtbogen brennt zwischen diesem Stab und dem Werkstück.

Der Unterschied zu anderen Schweißverfahren liegt darin, dass beim MMA-Schweißen der als Schweißelektrode dienende Schweißstab bei fortschreitendem Schweißprozess fortlaufend kürzer wird. Beim WIG- und MIG/MAG-Schweißen muss der Abstand vom Schweißbrenner zum Werkstück immer konstant bleiben. Beim MMA-Schweißen muss jedoch der Elektrodenhalter ständig in Richtung Werkstück geführt werden, um den Abstand zwischen der Elektrode und dem flüssigen Schweißbad konstant zu halten. Dies stellt besondere Herausforderungen für das E-Hand-Schweißen dar.

Elektrodenschweißanwendungen

E-Hand-Schweißen kann unter nahezu allen Bedingungen eingesetzt werden und daher kann man das E-Hand-Schweißen als ein universelles Verfahren in der Schweißindustrie bezeichnen. Es wird häufig auf Montagebaustellen, wo eine gute Erreichbarkeit der Schweißmaschinen erforderlich ist, und dort, wo die Arbeit oft im Freien durchgeführt werden muss, eingesetzt.

Das MMA-Schweißen ist beispielsweise ein gebräuchliches Schweißverfahren für das Schweißen von Pipelines für Kraftwerke und für das Schweißen von Rohren. Dieses Verfahren wird auch von Heimwerkern und in kleinen Reparaturwerkstätten bevorzugt. Es kann auch für das Unterwasserschweißen angewandt werden, wobei speziell für Unterwasserumgebungen ausgelegte Zusatzwerkstoffe eingesetzt werden.

E-Hand-Schweißmaschinen 

Das E-Hand-Schweißen erfordert eine Stromversorgung, ein Massekabel und ein Schweißkabel, das mit dem Elektrodenhalter versehen ist. Hierbei ist kein Schutzgas vorgesehen, da die Schweißelektrode mit einem Material beschichtet ist, das Schutzgas erzeugt und dazu dient, dass sich Schlacke über dem flüssigen Schweißbad bildet. Viele WIG-Schweißmaschinen sind auch für das E-Hand-Schweißen geeignet.

Heutzutage dienen kleine Wechselrichter als Stromquelle, womit Mobilität und Erreichbarkeit weiter verbessert werden. Die Stromversorgung kann beispielsweise über lange Eingangskabel an einen Generator angeschlossen werden, wodurch die Schweißmaschine neben das Werkstück gefahren werden kann. Die kleinsten derartigen Stromquellen wiegen derzeit nur 5 kg.

MMA-Schweißen ist ziemlich beliebt bei Heimwerkern, weil die Stromquelle und die Zusatzwerkstoffstäbe die einzig erforderlichen Komponenten darstellen. Schutzgas wird nicht benötigt und die Geräte werden üblicherweise mit Strom aus einer normalen Gebäudesteckdose betrieben.

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Schweißelektroden

Bei einer Schweißelektrode handelt es sich um einen geraden Schweißdraht mit festgelegter Länge, der mit einem Zusatzwerkstoff ummantelt ist. Ein Ende der Schweißelektrode dient der Befestigung am Elektrodenhalter. Das andere Ende der Elektrode ist für die Zündung des Lichtbogens vorgesehen, indem dieses Ende auf das Werkstück getippt wird. Die Qualität oder der Handelsname der Elektrode ist am Befestigungsende auf der Ummantelung kenntlich gemacht. Gewöhnlich ist die Elektrode auch mit der Klassen-ID der American Welding Society (AWS) versehen.

Der Durchmesser der Schweißelektrode bezieht sich auf den Durchmesser des Metallstabs in der Elektrode. Die Ummantelung des Metallstabs dient dazu, den Schweißvorgang vor Einflüssen aus der Umgebungsluft zu schützen, Schlacke zu produzieren, um die Schweißnaht abzusichern und die Erzeugung des Lichtbogens einfacher zu gestalten.

Elektrodenschweißtechnik

Vor dem Schweißen wird empfohlen, dass der Zustand der Schweißstromquelle, der Kabel, des Elektrodenhalters und der Masseklemme überprüft wird. Wenn die Stromquelle an eine Bedienpanel und/oder Fernsteuerung angeschlossen ist, sollte deren Funktion ebenfalls geprüft werden. Die Qualität und Stärke der Schweißelektrode müssen ebenfalls überprüft werden und der Qualität und Stärke des Werkstücks entsprechen. Die Ummantelung der Elektrode muss intakt sein.

Der Schweißvorgang beginnt, indem die Schweißelektrode fest auf den Schweißfugenboden getippt wird. Danach wird die Schweißelektrode an den Anfang bewegt ohne dabei den Lichtbogen zu dehnen, wobei während einer leichten und sicheren Elektrodenführung die Breite des flüssigen Schweißbads überwacht wird. Die Schweißelektrode wird mit nach vorne zeigendem Griff bewegt. Die Grenzlinie der gebildeten Schlacke ist hinter dem flüssigen Schweißbad sichtbar. Sie muss sich hinter dem flüssigen Schweißbad befinden. Der Abstand der Schlackengrenzlinie zum Schweißbad kann mit dem Schweißstrom und dem Winkel zwischen Werkstück und Elektrode eingestellt werden.

Während des gesamten Schweißprozesses ist es wichtig, sich auf die Länge des Lichtbogens zu konzentrieren und ihn so kurz wie möglich zu halten. Die Länge des Lichtbogens nimmt zu, da die Elektrode während des Schweißprozesses kürzer wird. Das Steuern der Bewegung kann sich am Anfang als etwas schwierig erweisen, aber es ist leicht, sich daran zu gewöhnen.

Wenn sich die Schweißelektrode erschöpft, muss die Schlacke von der bisherigen Schweißnaht entfernt und die Naht mit einer Stahlbürste gereinigt werden. Die nächste Elektrode wird etwas vor der bisherigen Schweißnaht gezündet und dann zurück zur bisherigen Schweißnaht geführt und der Schweißprozess kann fortgesetzt werden.

Die Schweißelektrode wird abgestellt, indem sie leicht zur fertigen Schweißnaht zurückgeführt und dann augenblicklich vom Werkstück weggezogen wird.

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