Elektroden-Schweißgerät – Auf was soll ich achten?

Ein Elektrodenschweißgerät ist eine Gerät, das beim Fügen von Metallen wie z.B. Stahl zum Einsatz kommt. Der Prozess 111 ist auch als Elektrodenschweißen oder E-Hand-Schweißen bekannt. Hierbei wird ein elektrischer Lichtbogen zwischen der Elektrode und dem Werkstück erzeugt, wodurch das Material schmilzt. Mithilfe elektromagnetischer Kräfte (-> Lorenzkraft) werden Metallspritzer von der Elektrode zum Werkstück transportiert. Während des Lichtbogenprozesses wird eine Umhüllung verbrannt, was zur Entstehung von Rauchgasen führt. Diese Gaswolke dient als Schutz für die flüssige Schmelze, um schädliche Gase aus der Luft abzuhalten. Die verbrannte/geschmolzene Umhüllung bildet auf der Oberfläche der Schweißnaht eine Schlackeschicht, die die Schweißung weiterhin schützt, indem sie vor dem Sauerstoff in der Luft und einer zu schnellen Abkühlung bewahrt. 

Das E-Hand-Schweißgerät ist ein oft handliches Gerät, das sowohl im professionellen als auch im privaten Bereich verwendet wird. Es ermöglicht ein eher langsames Schweißen von Metallen, ist ab für sowohl für dickere als auch dünnere Werkstücke geeignet. Durch diesen Schweißprozess ist es möglich, Schweißnähte mit hoher Qualität zu erzeugen. Nachteilig für den Anfänger ist jedch, dass dieses Schweßverfahren sehr viel Übung erfordert, und nicht auf anhieb ohne Übung funktioniert. Unter umständen ist ein MAG-Schweißgerät für Anfänger ohne Erfahrungen besser geeignet.

Unterschiedliche Arten von Elektroden und ihre Eigenschaften

Es gibt verschiedene Arten von Elektroden, die in der Schweißtechnik eingesetzt werden können. Die basische Elektrode enthält eine alkalische Umhüllung, die während des Schweißens, wie auch andere Typen, eine Schutzgasatmosphäre bildet und somit die Schweißnaht vor Sauerstoff und Stickstoff schützt.

Saure Elektroden hingegen besitzen eine saure Umhüllung und eignen sich besonders gut für dünnere Bleche, da sie eine höhere Schweißgeschwindigkeit ermöglichen und weniger Spritzer produzieren. Eine Rutil-Elektrode ist ideal für unlegierte Stähle und liefert eine gute optische Qualität der Schweißnaht. Cellulose-Elektroden hingegen werden für höherfeste und dickwandige Materialien verwendet.

Es ist auch wichtig, den Durchmesser der Elektrode zu beachten. Ein Durchmesser von 2,5 mm eignet sich für dünne Bleche von 2-5 mm, während ein Durchmesser von 3,2 mm für dickere Materialien von 5-10 mm verwendet werden kann. 

Übersicht verschienen Umhüllungstypen:

• Sauer (A): Bieten eine hohe Lichtbogenstabilität.
• Cellulose (C): Stabilen Lichtboger, eine hohe Schmelzrate und wenig Schlacke, da diese verbrennt.
• Rutil (R): Elektroden von Rutil Typ bieten Benutzerfreundlichkeit und hervorragende Schweißnähte, aber schlechte Spaltüberbrückung.
• Dick-Rutil (RR): Sie bieten flache Schweißnähte und einfache Handhabung.
• Rutilcellulose (RC): Diese haben ähnliche Eigenschaften wie Elektroden vom Typ R und RR, können jedoch auch für Fallnähte eingesetzt werden.
• Rutilsauer (RA): Spaltüberbrückung ist schlecht, jedoch 
• Rutilbasisch (RB): Diese Elektroden sind ähnlich wie RA-Elektroden.
• Basische (B): Diese Elektroden können zum Schweißen in verschiedenen Positionen verwendet werden und eignen sich hervorragend für hochfeste Verbindungen.

Wie funktioniert das E-Hand Schweißen?

Beim E-Hand Schweißen wird eine abschmelzender Stab verwendet, um eine Verbundung der Grundwerkstoffe zu erzeugen. Die Stromquelle liefert den benötigten Strom, der durch die Elektrode fließt und einen Lichtbogen zündet, infolge dessen schmilzt der Schweißzusatz. Das geschmolzene Metall tropft auf das Werkstück und bildet so eine Verbindung.

Die Kennlinie der Stromquelle gibt Aufschluss darüber, wie sich der Strom während des Schweißens verhält. Dabei ist es besonders wichtig, die richtige Stromstärke auszuwählen, um die gewünschten Eigenschaften im Schweißgut zu erzielen.

Merkregel für eingestellte Stromstärke:

 A=30…50x Kernstabdurchmesser

Für Anfänger ist es ratsam, mit geringeren Stromstärken zu beginnen, um ein Gefühl für die Handhabung des Schweißgeräts zu entwickeln. Zusätzlich ist es wichtig, den Stab im richtigen Winkel zum Werkstück zu halten und eine gleichmäßige Bewegung auszuführen, um eine saubere Schweißnaht zu erzeugen. Mit etwas Übung und Geduld lässt sich das E-Hand Schweißen erlernen und präzise ausführen. 

Die Vorteile der beim Elektroden-Schweißen gegenüber anderen Schweißverfahren

Das Elektroden-Schweißgerät bietet verschiedene Vorteile gegenüber anderen Schweißverfahren. Einer dieser Vorteile ist, dass sie für Arbeiten im Freien gut geeignet ist. Sie kann auch bei Wind und Wetter problemlos eingesetzt werden.

Ein weiterer Vorteil des E-Hand-Schweißens ist, dass sie vergleichsweise günstig ist. Das macht sie zu einer guten Wahl für Heimwerker oder kleinere Werkstätten. Hinzu kommt, dass Elektrodenschweißgeräte sehr vielseitig sind und für viele Einsatzzwecke geeignet sind. Sie kann verschiedene Materialien miteinander verbinden und eignet sich sowohl für Reparaturen als auch für Neuinstallationen.

Insgesamt bieten die geringen Kosten, die vielseitigen Einsatzmöglichkeiten und die Eignung für den Außeneinsatz gute Gründe, diese Technologie anderen Schweißmethoden in einigen Fällen vorzuziehen. 

Schweißen von Stählen mit Elektroden-Schweißgeräten

Das Schweißen von Stählen mit der Stabelektrode, auch als Elektrodenschweißen bzw. MMA-Schweißen (Manual Metal Arc) bekannt, ist ein wichtiger Prozess innerhalb der Schweißtechnik und hat sich durch seine Vielseitigkeit, Robustheit und einfache Anwendung in vielen Bereichen der Industrie etabliert.

Die Stabelektrode, eine mit Hilfsstoffen umhüllte Metallelektrode, dient hierbei als Verbrauchsmaterial bzw. Schweißzusatz. Beim Schweißen wird ein Lichtbogen zwischen der Stabelektrode und dem Werkstück gezündet, welcher die Elektrode und das Grundmaterial zum Schmelzen bringt und die verbindende Schweißnaht herstellt.

Da das Elektrodenschweißen sowohl bei Hoch- und Niedriglegierten Stählen als auch bei Edelstählen, Nickelbasislegierungen, Gusseisen und vielen weiteren Werkstoffen eingesetzt werden kann, ermöglicht es eine breite Palette an Fügeverfahren und Anwendungen, wie zum Beispiel Konstruktionen im Anlagen- und Stahlbau, Reparaturen oder Fertigung von Komponenten.

Besonders von Vorteil sind die hohe Stromdichte und der hohe Wärmeeintrag, welcher eine hervorragende Verschweißbarkeit unterschiedlicher Materialstärken gewährleistet. Zudem ist das Verfahren unempfindlich gegen Wind und andere Umwelteinflüsse und somit auch im Freien oder unter widrigeren Bedingungen gut anwendbar.

Allerdings erfordert das Schweißen von Stählen mit der Stabelektrode aufgrund der manuellen Handhabung und der hohen Temperaturen ein gewisses Maß an Erfahrung und Fachwissen, um gute Schweißergebnisse zu erzielen.

Grundlagen für erfolgreiches Arbeiten mit dem Elektroden-Schweißgerät

Um erfolgreiches E-Hand-Schweißen durchzuführen, sind bestimmte Grundlagen zu beachten. Eine wichtige Rolle spielt hierbei die benötigte Ausrüstung, bestehend aus einem Elektrodenhalter mit Schweißstromkabel, einer Schweißstromquelle und einem Massekabel.

Zudem müssen auch ein Schlackehammer, ein Schweißhelm und Schweißerhandschuhe bereitliegen, um eine effektive und sichere Arbeit durchführen zu können. Zusätzlich ist ein ausreichender Schutz vor UV-Strahlung von großer Bedeutung, um Verletzungen durch die starke Strahlung beim Schweißen zu vermeiden.

Übersicht Mindestausrüstung:

• Geeignete Schweißstromquelle
• Automatisch abdunkelnder Schweißer-Helm oder Schild
• Schweißzusatzwerkstoff
• Handschuhe
• Schweißer-Jacke
• Elektroden-Halter und Massekabel
• Schlackehammer
• optimal: Schweißrauchabsaugung, sonsonsten Abzug von Schweißrauch sicherstellen!

Worauf sollte beim schweißen mit einer Stabelektrode geachtet werden?

Wie auch bei anderen Schweißprozessen sollte auf verschiedene Aspekte geachtet werden, um einen reibungslosen Ablauf und ein optimales Ergebnis zu gewährleisten. Ein wichtiger Punkt ist die korrekte Polung der Elektroden. Hierbei muss darauf geachtet werden, wie die Elektrode richtig gepolt wird, da es Unterschiede bei verschiedenen Elektroden-Arten gibt. Die Polung der Elektroden beeinflusst die Wärmeverteilung und Schweißgeschwindigkeit und kann somit die Qualität der Schweißnaht und die Arbeitssicherheit beeinflussen.

Art der Umhüllung	Pol an Elektrode
Basisch	Plus
Sauer	Minus
Rutil	Minus
Cellulose	Minus

Während des Schweißvorgangs entsteht Schlacke, eine feuerfeste Schicht, die den Schweißbereich vor unerwünschten Verunreinigungen oder Oxidation schützt. Diese Schlacke muss jedoch nach dem Schweißen entfernt werden, um ein sauberes und fehlerfreies Schweißergebnis zu erzielen. Dabei sollte man jedoch Vorsicht walten lassen, denn fliegende Schlacke kann eine Gefahr für die Augen darstellen. Deshalb ist das Tragen einer Schutzbrille beim Entfernen der Schlacke unerlässlich, um Verletzungen vorzubeugen. 

Was sind die häufigsten Probleme mit Elektroden-Schweißgeräten?

Die häufigsten Probleme mit Elektroden-Schweißgeräten sind vielfältig und betreffen sowohl die Bedienung als auch die Sicherheit. Eines der ersten Probleme ist die Einstellung des Stromes, die von entscheidender Bedeutung für eine erfolgreiche Schweißnaht ist. Eine unzureichende oder zu hohe Stromstärke (Ampere, A) kann zu einer schlechten Verschmelzung des Schweißmaterials führen, wodurch die Schweißnaht unschön aussieht.

Ein weiteres Problem ist die falsche Polung, die in Bezug auf die gewünschte Schweißverbindung und das Material von entscheidender Bedeutung ist.

Schließlich sind Verletzungen durch UV- oder Wärmestrahlung ein ernsthaftes Risiko, das bei der Arbeit mit Elektroden-Schweißgeräten in Betracht gezogen werden sollte. Unzureichender Schutz oder eine unangemessene Sicherheitsausrüstung, wie beispielsweise Schutzbrillen und Handschuhe, können zu schweren Verbrennungen oder anderen Verletzungen führen.

Daher ist es dringend erforderlich, sich mit den Sicherheitsvorkehrungen vertraut zu machen und diese konsequent anzuwenden, um solche Probleme zu vermeiden. 

Schweißen von Edelstahl mit der Stabelektrode

Bei der Verwendung von Edelstahlschweißelektroden beim Elektrohandschweißen ist es wichtig, genau zu wissen, welcher Basiswerkstoff geschweißt werden soll. Es gibt eine Vielzahl von Chrom-Nickel-Stahlsorten, und die Wahl des falschen Zusatzmaterials kann die positiven oder speziellen Eigenschaften des Basiswerkstoffs negativ beeinflussen. Für den privaten Gebrauch sind V2A oder V4A gebräuchliche Bezeichnungen. Für V2A werden oft Schweißelektroden aus Edelstahl mit der Bezeichnung 1.4316 (308) verwenden. Für V4A empfiehlt sich entweder die 1.4430 (316) oder die noch beständigere 1.4576 (318) Elektrode.