Sie fragen sich, wie Sie die richtigen Stabelektroden für Ihre Anwendung auswählen?
Hier finden Sie Antworten auf häufig gestellte Fragen zu Stabelektroden.
Ob Sie nun ein Heimwerker sind, der ein paar Mal im Jahr mit dem Stabelektrodenschweißgerät arbeitet, oder ein professioneller Schweißer, der täglich schweißt – eines ist sicher: Stabelektrodenschweißen erfordert viel Geschick. Es setzt außerdem Kenntnisse über Stabelektroden (auch Schweißstäbe genannt) voraus.
Da Variablen wie Lagerungstechniken, Elektrodendurchmesser und Flussmittelzusammensetzung alle zur Auswahl und Leistung des Stabelektrodenschweißens beitragen, kann das Erlernen einiger Grundkenntnisse dazu beitragen, Verwirrung zu minimieren und den Erfolg beim Stabelektrodenschweißen besser zu gewährleisten.
1. Welche sind die gebräuchlichsten Stabelektroden?
Es gibt Hunderte, wenn nicht Tausende von Stabelektroden, aber die gängigsten entsprechen der Spezifikation A5.1 der American Welding Society (AWS) für Kohlenstoffstahlelektroden zum Lichtbogenhandschweißen. Dazu gehören die Elektroden E6010, E6011, E6012, E6013, E7014, E7024 und E7018.
2. Was bedeuten die AWS-Klassifizierungen von Stabelektroden?
Zur Identifizierung von Stabelektroden verwendet die AWS ein standardisiertes Klassifizierungssystem. Die Klassifizierung erfolgt in Form von Zahlen und Buchstaben, die auf den Seiten der Stabelektroden aufgedruckt sind und jeweils spezifische Elektrodeneigenschaften repräsentieren.
Für die oben genannten Weichstahlelektroden funktioniert das AWS-System folgendermaßen:
● Der Buchstabe „E“ kennzeichnet eine Elektrode.
● Die ersten beiden Ziffern geben die Mindestzugfestigkeit der resultierenden Schweißnaht in Pfund pro Quadratzoll (psi) an. Beispielsweise bedeutet die Zahl 70 bei einer E7018-Elektrode, dass die Elektrode eine Schweißnaht mit einer Mindestzugfestigkeit von 70.000 psi erzeugt.
● Die dritte Ziffer gibt die Schweißposition(en) an, für die die Elektrode verwendet werden kann. Beispielsweise bedeutet 1, dass die Elektrode in allen Positionen verwendet werden kann, und 2, dass sie nur für flache und horizontale Kehlnähte geeignet ist.
● Die vierte Ziffer steht für die Art der Beschichtung und die Art des Schweißstroms (Wechselstrom, Gleichstrom oder beides), der mit der Elektrode verwendet werden kann.
3. Worin unterscheiden sich die Elektroden E6010, E6011, E6012 und E6013 und wann sollten sie verwendet werden?
● E6010-Elektroden sind ausschließlich für Gleichstromquellen geeignet. Sie ermöglichen tiefe Schweißungen und durchdringen mühelos Rost, Öl, Farbe und Schmutz. Viele erfahrene Rohrschweißer verwenden diese Allpositionselektroden für Wurzelschweißungen. Allerdings erzeugen E6010-Elektroden einen extrem engen Lichtbogen, was die Handhabung für Anfänger erschweren kann.
● E6011-Elektroden eignen sich auch für das Schweißen in allen Positionen mit Wechselstrom. Wie E6010-Elektroden erzeugen auch E6011-Elektroden einen tiefen, durchdringenden Lichtbogen, der korrodierte oder verschmutzte Metalle durchtrennt. Viele Schweißer greifen bei Wartungs- und Reparaturarbeiten auf E6011-Elektroden zurück, wenn keine Gleichstromquelle zur Verfügung steht.
● E6012-Elektroden eignen sich gut für Anwendungen, die eine Überbrückung der Fuge zwischen zwei Verbindungen erfordern. Viele professionelle Schweißer wählen E6012-Elektroden auch für Hochgeschwindigkeits- und Hochstrom-Kehlnahtschweißungen in horizontaler Position. Allerdings führen diese Elektroden tendenziell zu einem flacheren Einbrandprofil und dichter Schlacke, die eine zusätzliche Nachbearbeitung erfordert.
● E6013-Elektroden erzeugen einen weichen Lichtbogen mit minimalen Spritzern, bieten eine mittlere Einbrandtiefe und hinterlassen eine leicht entfernbare Schlacke. Diese Elektroden sollten nur zum Schweißen von sauberem, neuem Blech verwendet werden.
4. Worin unterscheiden sich die Elektroden E7014, E7018 und E7024 und wann sollten sie verwendet werden?
● E7014-Elektroden erzielen eine vergleichbare Schweißnahtdurchdringung wie E6012-Elektroden und sind für die Bearbeitung von Kohlenstoff- und niedriglegierten Stählen konzipiert. E7014-Elektroden enthalten einen höheren Anteil an Eisenpulver, was die Abschmelzleistung erhöht. Sie können zudem mit höheren Stromstärken als E6012-Elektroden eingesetzt werden.
● E7018-Elektroden enthalten ein dickflüssiges Flussmittel mit hohem Pulveranteil und gehören zu den am einfachsten zu handhabenden Elektroden. Sie erzeugen einen ruhigen, gleichmäßigen Lichtbogen mit minimalen Spritzern und mittlerem Einbrand. Viele Schweißer verwenden E7018-Elektroden zum Schweißen dicker Metalle wie Baustahl. E7018-Elektroden erzeugen zudem feste Schweißnähte mit hoher Schlagzähigkeit (auch bei Kälte) und eignen sich für Grundwerkstoffe wie Kohlenstoffstahl, hochkohlenstoffhaltige Stähle, niedriglegierte Stähle und hochfeste Stähle.
● E7024-Elektroden enthalten einen hohen Anteil an Eisenpulver, was die Abschmelzleistung erhöht. Viele Schweißer verwenden E7024-Elektroden für schnelle horizontale oder flache Kehlnähte. Diese Elektroden eignen sich gut für Stahlbleche mit einer Dicke von mindestens 6,35 mm (1/4 Zoll). Sie können auch für Metalle mit einer Dicke von über 12,7 mm (1/2 Zoll) verwendet werden.
5. Wie wähle ich eine Stabelektrode aus?
Wählen Sie zunächst eine Stabelektrode, die den Festigkeitseigenschaften und der Zusammensetzung des Grundmetalls entspricht. Bei der Bearbeitung von Baustahl eignet sich beispielsweise in der Regel jede Elektrode der Klasse E60 oder E70.
Wählen Sie als Nächstes den Elektrodentyp passend zur Schweißposition und berücksichtigen Sie die verfügbare Stromquelle. Beachten Sie, dass manche Elektroden nur mit Gleichstrom oder Wechselstrom verwendet werden können, während andere sowohl mit Gleich- als auch mit Wechselstrom kompatibel sind.
Prüfen Sie die Fugenkonstruktion und den Passungszustand und wählen Sie eine Elektrode mit optimalen Eindringeigenschaften (tiefer, mittlerer oder leichter Lichtbogen). Bei engen oder nicht abgeschrägten Fugen erzeugen Elektroden wie E6010 oder E6011 tiefe Lichtbögen für ausreichendes Eindringen. Für dünne Materialien oder Fugen mit weiten Wurzelöffnungen wählen Sie eine Elektrode mit leichtem oder weichem Lichtbogen, z. B. E6013.
Um Risse in der Schweißnaht dicker, schwerer Werkstoffe und/oder komplexer Verbindungsformen zu vermeiden, wählen Sie eine Elektrode mit maximaler Duktilität. Berücksichtigen Sie außerdem die Einsatzbedingungen und die zu erfüllenden Spezifikationen. Wird das Bauteil niedrigen oder hohen Temperaturen oder Stoßbelastungen ausgesetzt sein? Für diese Anwendungen eignet sich eine wasserstoffarme E7018-Elektrode.
Berücksichtigen Sie auch die Produktionseffizienz. Bei der Bearbeitung in Flachposition bieten Elektroden mit hohem Eisenpulveranteil, wie z. B. E7014 oder E7024, höhere Abscheidungsraten.
Bei kritischen Anwendungen sollten Sie stets die Schweißspezifikation und -verfahren für den jeweiligen Elektrodentyp überprüfen.
6. Welche Funktion erfüllt der magnetische Fluss um eine Stabelektrode?
Alle Stabelektroden bestehen aus einem Stab, der von einer Flussmittelschicht umgeben ist, welche mehrere wichtige Funktionen erfüllt. Tatsächlich bestimmt die Flussmittelschicht bzw. die Beschichtung der Elektrode, wo und wie diese eingesetzt werden kann.
Beim Zünden des Lichtbogens verbrennt das Flussmittel und löst eine Reihe komplexer chemischer Reaktionen aus. Während die Flussmittelbestandteile im Schweißlichtbogen verbrennen, wird Schutzgas freigesetzt, das das Schmelzbad vor Verunreinigungen aus der Luft schützt. Beim Abkühlen des Schmelzbads bildet sich Schlacke, die das Schweißgut vor Oxidation schützt und Poren in der Schweißnaht verhindert.
Das Flussmittel enthält außerdem ionisierende Elemente, die den Lichtbogen stabiler machen (insbesondere beim Schweißen mit einer Wechselstromquelle), sowie Legierungen, die der Schweißnaht ihre Duktilität und Zugfestigkeit verleihen.
Bei einigen Elektroden wird ein Flussmittel mit höherer Eisenpulverkonzentration verwendet, um die Abscheidungsrate zu erhöhen, während andere Elektroden zusätzliche Desoxidationsmittel enthalten, die als Reinigungsmittel wirken und in korrodierte oder verschmutzte Werkstücke oder Walzzunder eindringen können.
7. Wann sollte eine Stabelektrode mit hoher Abscheidung verwendet werden?
Hochleistungselektroden beschleunigen zwar die Schweißarbeit, haben aber auch ihre Grenzen. Das zusätzliche Eisenpulver macht das Schmelzbad deutlich flüssiger, weshalb Hochleistungselektroden nicht für Zwangslagen geeignet sind.
Sie können auch nicht für kritische oder normgerechte Anwendungen eingesetzt werden, wie beispielsweise die Herstellung von Druckbehältern oder Kesseln, bei denen Schweißnähte hohen Belastungen ausgesetzt sind.
Hochleistungselektroden sind eine ausgezeichnete Wahl für unkritische Anwendungen, wie beispielsweise das Verschweißen eines einfachen Flüssigkeitsbehälters oder zweier nichttragender Metallteile.
8. Wie lagert und trocknet man Stabelektroden richtig?
Für die Lagerung von Stabelektroden eignet sich eine warme Umgebung mit niedriger Luftfeuchtigkeit. Beispielsweise müssen viele Elektroden aus unlegiertem Stahl mit niedrigem Wasserstoffgehalt (E7018) bei einer Temperatur zwischen 250 und 300 Grad Fahrenheit gelagert werden.
Im Allgemeinen liegen die Aufbereitungstemperaturen für Elektroden über der Lagertemperatur, wodurch überschüssige Feuchtigkeit entfernt wird. Zur Aufbereitung der oben beschriebenen wasserstoffarmen E7018-Elektroden beträgt die Aufbereitungstemperatur 500 bis 800 °F (260 bis 425 °C) und die Dauer ein bis zwei Stunden.
Einige Elektroden, wie z. B. E6011, müssen nur trocken bei Raumtemperatur gelagert werden. Raumtemperatur ist definiert als eine Luftfeuchtigkeit von höchstens 70 Prozent bei einer Temperatur zwischen 40 und 120 Grad Fahrenheit.
Für genaue Lager- und Aufbereitungszeiten und -temperaturen beachten Sie bitte stets die Empfehlungen des Herstellers.
Veröffentlichungsdatum: 23. Dezember 2022