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Elektroden-Schweißen

Basis Elektroschweißen und Schweißelektroden

Zum Elektroschweißen wird eine Elektrode als Anode (Pluspol) und das zu bearbeitende Werkstück als Kathode (Minuspol) verwendet. Durch eine Klemme wird ein Pol mit einem blanken Teil des Werkstücks verbunden, der übrig gebliebene Pol mit dem Elektrodenhalter, der das Elektrodenende an die Schweißstelle leitet. Durch diesen Vorgang kommt es zu einem Kurzschluss und dadurch wird ein Lichtbogen erzeugt. Die an einer Stelle gesammelte Energie produziert mit dem Lichtbogen hohe Hitze, die die Werkstücke schmelzen lassen. Dadurch wird der Grundwerkstoff aufgeschmolzen bei gleichzeitigem abschmelzen der Elektrode. Nach der Abkühlung sind die Werkstücke eine Einheit. Für das Elektroscheißen wird ein Schweißgerät benötigt, das eine Umwandlung des Wechselstromes im Netz (hohe Spannung und geringe Stromstärke) in Wechselstrom mit geringer Spannung und hoher Stärke des Stroms verändert. Dafür sind auf dem Markt Schweißtransformatoren oder Inverter erhältlich. Traditionell und preiswert sind die in der Praxis etwas voluminösen und unhandlichen Trafos. Hochpreisiger, aber ein kleines Format, geringes Gewicht und handlich sind Inverter, die eine elektronische Steuerung des Stroms vornehmen und bereit stellen. Dadurch wird ein sehr gleichmäßiger Lichtbogen produziert. Die zum Schweißverfahren verwendeten Elektroden sind umhüllte „Metallstäbe“. Die Umhüllung der Elektrode ist nachstehend begründet: Beim Schweißen werden Gase für die Stabilisierung des Lichtbogens gebildet. Sie blockiert eine Oxidation der Schweißnaht und wirkt der Wirkung von Blasen entgegen. Zudem wird Schlacke gebildet und minimiert die Spannung der Oberfläche des Werkstoffs. Verunreinigungen werden gebunden und eine ebene Abkühlung gefördert. Am häufigsten werden Rutil-Elektroden verwendet und sind durch das Kürzel R auf der Packung ersichtlich. Sie sind leicht entzündbar, brennen gleichmäßig ab und dienen zur Vereinfachung des problemlosen Abklopfens der Schlacke.

Basis Schutzgas-Schweißen und Wolfram-INertgasschweißen

Ein additionales Schmelzschweißverfahren ist das MIG/MAG-Schweißen. Bei diesem Schutzgas-Schweißen wird durch einen genauen sichtbaren Lichtbogen eine hohe Abschmelzperformance erreicht. Des weiteren werden Gase eingesetzt, die einen Schutz für den Lichtbogen, die Verbindungsstelle und die Nahtstelle vor der Luft in der Umgebung bilden. Als Gas kommen Gemische aus Argon und Kohlendioxyd zur Anwendung. Die Mischung variiert nach Werkstoff und Aufgabe des Schweißens. Das vielseitige Schweißverfahren lässt Arbeiten an dünnen Blechen bereits ab etwa 0,5 Millimeter Dicke sowie starke Materialien, Rohre und Stäbe zu um sie sicher und fest miteinander zu verbinden. Für das gesonderte MAG-Schweißgerät ist ein Gas- oder Netzanschluss erforderlich. Durch den Schlauch wird das Gas und der Drahtelektrode zum Brenner geleitet. In diesem Bereich sorgt ein Düsenaufsatz für den ebenen Gasfluss. Die Gasmenge ist direkt am Gasventil regulierbar. Die Zufuhr des Gases und der Nachschub der Elektroden wird mit einem Schalter an der Pistole gestartet. Der bereits wartende Strom im Schweißgerät erreicht den Brenner sowie die Masseelektrode. Der Strom lässt den Schweißdraht tröpfchenweise abschmelzen und gelangt zur Schweißstelle. Das WIG/TIG-Schweißen stammt aus den USA. TIG schweißen wird im englischen Bereich als WIG-Schweißen definiert. Das Wolfram-Inertgasschweißen bietet den Vorteil, dass mit geringen Spritzern und Schadstoffen fast alle schweißbaren Metalle miteinander eine Verbindung eingehen können. Außerdem kann die Stromzufuhr und der zugeleitete zusätzliche Werkstoff autonom voneinander auf das Werkstück und deren Schweißaufgabe angepasst werden. Die Zusammensetzung der Schweißanlage ist eine Stromquelle und ein Schweißbrenner. Schläuche sind dafür verantwortlich, um die Schweißstromleitung, die Leitung zur Steuerung und einen lückenhaften Zu- und Rücklauf von Kühlwasser miteinander zu gewährleisten. Beim TIG schweißen kann das Zünden des Lichtbogens mittels Kontaktzündung oder einer Hochfrequenzzündung erfolgen. Für eine Kontaktzündung reicht das kurze Antippen der Elektrode auf das Werkstück. Der daraus entstehende Kurzschluss zündet der Lichtbogen zwischen Elektrode und Werkstoff. Das Gas tritt aus einer Düse aus, die von der Elektrode umgeben wird. Sie dient zum Schutz des Lichtbogens, dem Schmelzbad und der Nahtstelle von äußerlichen Einflüssen. Durch diesen Fließvorgang werden die geschmolzenen Ecken der Werkstücke miteinander verbunden und erstarren nach der Erkaltung zur einer Schweißnaht. Zum TIG schweißen werden Schutzgase, z.B. Argon, Helium, Stickstoffe oder ein Mix daraus verwendet, wobei eine Differenzierung zwischen Gleich- und Wechselstrom stattfindet. Für die Verbindung von legierten Stählen und Nichteisenmetallen wird hauptsächlich Gleichstrom verwendet. Die Elektrode berührt dabei den Minuspol. Die Verbindung von Leichtmetallen erfolgt im Regelfall über Wechselstrom.