Kenntnisse über die Grundlagen von E7018-Stabelektroden mit niedrigem Wasserstoffgehalt können hilfreich sein, um zu verstehen, wie man deren Einsatzmöglichkeiten, ihre Leistung und die damit erzielbaren Schweißnähte optimieren kann.
Das Stabelektrodenschweißen ist nach wie vor ein wichtiges Verfahren für zahlreiche Schweißarbeiten, unter anderem weil sich die in vielen Anwendungen verwendeten Werkstoffe weiterhin gut dafür eignen und es vielen Schweißern bestens vertraut ist. Beim Stabelektrodenschweißen sind die Stabelektroden E7018 der American Welding Society (AWS; Miami, FL) eine gängige Wahl, da sie für eine Vielzahl von Anwendungen geeignete mechanische und chemische Eigenschaften sowie einen niedrigen Wasserstoffgehalt aufweisen, um wasserstoffinduzierte Rissbildung zu vermeiden.
Grundkenntnisse über E7018-Stabelektroden mit niedrigem Wasserstoffgehalt sind hilfreich, um deren Funktionsweise, Leistung und die resultierenden Schweißnähte zu verstehen. Generell zeichnen sich E7018-Stabelektroden durch geringe Spritzerbildung und einen ruhigen, stabilen und leisen Lichtbogen aus. Diese Eigenschaften des Schweißzusatzwerkstoffs ermöglichen dem Schweißer eine gute Kontrolle über den Lichtbogen und minimieren den Nachbearbeitungsaufwand – beides wichtige Faktoren bei Anwendungen, die höchste Schweißqualität und präzise Wärmeeinbringung erfordern, sowie bei engen Zeitvorgaben.
Diese Elektroden bieten hohe Abschmelzleistungen und guten Einbrand, wodurch Schweißer in derselben Zeit mehr Schweißgut in die Verbindung einbringen können als mit vielen anderen Stabelektroden (wie z. B. E6010 oder E6011). Schweißfehler wie mangelnde Verschmelzung lassen sich dabei in der Regel vermeiden. Die Zugabe von Elementen wie Eisenpulver, Mangan und Silizium zu diesen Elektroden bietet deutliche Vorteile, darunter (aber nicht ausschließlich) die Möglichkeit, auch durch Verschmutzungen, Ablagerungen oder Walzzunder hindurch zu schweißen.
Gute Zünd- und Wiederzündvorgänge, die Probleme wie Poren am Schweißbeginn vermeiden helfen, sind ein weiterer Vorteil von E7018-Stabelektroden. Für ein zuverlässiges Wiederzünden des Lichtbogens muss zunächst die Siliziumablagerung an der Elektrodenspitze entfernt werden. Es ist jedoch wichtig, vor dem Schweißen alle Anforderungen zu prüfen, da einige Normen oder Verfahren das Wiederzünden von Stabelektroden nicht zulassen.
Wie in der AWS-Klassifizierung angegeben, bieten E7018-Stabelektroden eine Mindestzugfestigkeit von 70.000 psi (gekennzeichnet durch „70“) und sind für alle Schweißpositionen geeignet (gekennzeichnet durch „1“). Die „8“ bezieht sich auf die wasserstoffarme Umhüllung, den mittleren Einbrand und die benötigten Stromarten. Neben der Standard-AWS-Klassifizierung können E7018-Stabelektroden zusätzliche Kennzeichnungen wie „H4“ und „H8“ aufweisen, die den Anteil an diffusiblem Wasserstoff im Schweißgut angeben. Die Kennzeichnung H4 bedeutet beispielsweise, dass das Schweißgut 4 ml oder weniger diffusiblen Wasserstoff pro 100 g Schweißgut enthält.
Elektroden mit der Kennzeichnung „R“ – wie beispielsweise E7018 H4R – wurden speziellen Tests unterzogen und vom Hersteller als feuchtigkeitsbeständig eingestuft. Um diese Kennzeichnung zu erhalten, muss das Produkt nach neunstündiger Einwirkung einer Temperatur von 80 °F (27 °C) und einer relativen Luftfeuchtigkeit von 80 Prozent einer Feuchtigkeit innerhalb eines bestimmten Bereichs standhalten.
Schließlich bedeutet die Verwendung von „-1“ bei der Klassifizierung einer Stabelektrode (z. B. E7018-1), dass das Produkt eine verbesserte Schlagzähigkeit aufweist, um Rissbildung in kritischen Anwendungen oder bei niedrigeren Temperaturen zu widerstehen.
E7018-Stabelektroden mit niedrigem Wasserstoffgehalt können mit einer Konstantstromquelle (CC) betrieben werden, die entweder Wechselstrom (AC) oder Gleichstrom (DCEP) liefert. E7018-Schweißzusatzwerkstoffe enthalten zusätzliche Lichtbogenstabilisatoren und/oder Eisenpulver in der Umhüllung, um beim Schweißen mit Wechselstrom einen stabilen Lichtbogen zu gewährleisten. Der Hauptvorteil der Verwendung von Wechselstrom mit E7018-Elektroden liegt in der Vermeidung von Lichtbogenunterbrechungen, die beim Gleichstromschweißen mit suboptimaler Erdung oder beim Schweißen magnetisierter Teile auftreten können. Trotz der zusätzlichen Lichtbogenstabilisatoren sind die mit Wechselstrom erzeugten Schweißnähte aufgrund der bis zu 120-mal pro Sekunde auftretenden Stromrichtungsänderungen möglicherweise nicht ganz so glatt wie die mit Gleichstrom erzeugten.
Beim Schweißen mit Gleichstrom (DCEP) ermöglichen diese Elektroden eine einfachere Lichtbogenkontrolle und eine ansprechendere Schweißnaht, da die Stromrichtung konstant ist. Für optimale Ergebnisse beachten Sie bitte die Empfehlungen des Herstellers zu den Betriebsparametern für den jeweiligen Elektrodendurchmesser.
Wie bei jedem Schweißverfahren und jeder Elektrode ist die richtige Technik beim Stabelektrodenschweißen mit E7018-Elektroden entscheidend für eine gute Schweißnahtqualität. Halten Sie den Lichtbogen kurz – idealerweise direkt über dem Schmelzbad –, um einen stabilen Lichtbogen zu gewährleisten und die Gefahr von Poren zu minimieren.
Beim Schweißen in horizontaler Position sollte die Elektrode 5° bis 15° von der Schweißrichtung weggeführt werden, um das Risiko von Schlackeneinschlüssen in der Schweißnaht zu verringern. Beim Schweißen in vertikaler Position sollte die Elektrode während des Schweißvorgangs 3° bis 5° nach oben geführt werden. Eine leichte Pendelbewegung verhindert das Durchhängen der Schweißnaht. Die Schweißnahtbreite sollte bei horizontalen und flachen Schweißungen üblicherweise das Zweieinhalbfache des Kerndrahtdurchmessers und bei vertikalen Schweißungen das Zweieinhalb- bis Dreifache des Kerndrahtdurchmessers betragen.
E7018-Stabelektroden werden vom Hersteller üblicherweise in einer hermetisch versiegelten Verpackung geliefert, um sie vor Feuchtigkeit und Verunreinigungen zu schützen. Es ist wichtig, die Verpackung unbeschädigt zu lassen und die Elektroden bis zur Verwendung an einem sauberen, trockenen Ort aufzubewahren. Nach dem Öffnen sollten die Stabelektroden mit sauberen, trockenen Handschuhen angefasst werden, um zu verhindern, dass Schmutz und Ablagerungen an der Beschichtung haften bleiben und Feuchtigkeit eindringen kann. Die Elektroden sollten nach dem Öffnen außerdem bei der vom Hersteller empfohlenen Temperatur im Ofen gelagert werden.
Einige Normen legen fest, wie lange Stabelektroden außerhalb der versiegelten Verpackung oder eines Lagerofens gelagert werden dürfen und ob und wie oft das Schweißzusatzwerkstoff nachbehandelt werden darf (z. B. durch ein spezielles Brennverfahren zur Entfernung der aufgenommenen Feuchtigkeit), bevor sie entsorgt werden müssen. Beachten Sie stets die geltenden Spezifikationen und Normen für die Anforderungen des jeweiligen Auftrags.
Veröffentlichungsdatum: 23. Dezember 2022