Perfect Welding

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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 geringere 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

Vorteile Elektrodenschweissen

  • Einfache Handhabung
  • Ortsunabhängig und universell einsetzbar: in der Werkstatt, im Aussenbereich, unter Wasser
  • Geringe Lärmbelästigung
  • Geringe Anschaffungskosten
  • Schutz der Schweissnaht durch Schlackenbildung
  • Relative Unempfindlichkeit gegen Verunreinigung wie Rost, Zunder, Öle, Fette
  • Fast alle metallischen Werkstoffe können verschweisst werden
  • Hohe Schweissnahtqualität und hohe mechanische Gütewerte

Nachteile Elektrodenschweissen

  • Geringe Schweissgeschwindigkeit
  • Grosse Rauchentwicklung
  • Auftreten von Blaswirkung
  • Vermehrte Fehlerquelle durch Endkrater und Ansatzstellen
  • Elektrodendurchmesser ist abhängig von Blechdicke und Schweissposition
  • Hohe Rüst- und Nebenzeiten: Rücktrocknen von standardverpackten Elektroden
  • Einspannen der Elektroden, Entfernen der Reststummel, Entfernen von Schlacke und Spritzer
  • Nicht mechanisierbar

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 Elektroden Schweissens

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.

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