Das Elektrodenschweißen – Ausrüstung und Anleitung

Das Elektrodenschweißen, auch E-Handschweißen genannt, ist noch immer ein unheimlich beliebtes Schweißverfahren. In diesem Ratgeber erfährst du, welche Ausrüstung du brauchst und welche Einstellungen und Vorgehensweisen du beachten musst. Außerdem noch einige Tipps zur Pflege der Elektroden und unser Fazit zum Elektrodenschweißen. 

Elektrodenschweißen Ausrüstung

Elektrodenschweißen Sicherheit

Foto: noomcpk / Shutterstock.com

Für das Elektrodenschweißen benötigst du folgende Ausrüstung:

Benötigtes Werkzeug:

  • Eine Drahtbürste zum Reinigen des Nahtbereichs neben der Schweißnaht (und der Schweißnaht selbst nach dem Entfernen der Schlacke); 
  • Ein Schlackenhammer zum Entfernen der Schlacke; 
  • Beim Entfernen der Schlacke einen Schutz der Augen

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Stromquelle

Die Hauptfunktion einer Schweißstromquelle besteht darin, genügend Leistung zum Schmelzen der Verbindung bereitzustellen.

Ein sogenannter Schweißinverter ist dabei meist das Gerät der Wahl für das E-Handschweißen. Der hohe Wirkungsgrad, das geringe Gewicht und die leichte Handhabung haben den Inverter weitläufig als das Elektrodenschweißgerät schlechthin etabliert.

Denkbar sind trotzdem auch Gleichrichter oder Transformatoren.

Elektrodenzangen und Kabel

Die Elektrodenzange klemmt das Ende der Elektrode fest. Um eine gleichmäßige Stromspannung zu erreichen, muss die Elektrode fest von der Zange umklammert werden. Ist das nicht der Fall, sinkt die Effizienz des Geräts und es kann zu Lichtbogenschwankungen kommen. Ein Kabel verbindet die Elektrodenzange mit dem Schweißgerät.

Die andere Zange bzw. der andere Pol muss mit dem Werkstück verbunden werden.

Schutzausrüstung

Beim Elektrodenschweißen musst du dich von der vom Lichtbogen ausgehenden Wärme- und Lichtstrahlung, den aus dem Schweißbad ausgestoßenen Spritzern und dem Schweißrauch schützen.

Schweißhelm

Für die meisten Arbeiten wird ein Schweißhelm verwendet, der leicht auf dem Kopf sitzt und nicht stört. Viele Helme besitzen verstellbare Dunkelheitsstufen, die entsprechend der eingesetzten Ampere verstellt werden müssen.

Kleidung

Um sich vor Funkenflug, Schlacke, Spritzern oder Verbrennungen zu schützen bedarf es mehreren Schutzkleidungsstücken. Robuste Lederhandschuhe, die den Unterarm bedecken sollten Pflicht sein. Die restliche Kleidung sollte flammenhemmend und wärmeschützend sein. Spezielle Lederschürzen für Spritzer oder Funken können unter Umständen notwendig sein.

Abluft/Frischluftzufuhr

Unmittelbar in der Nähe des Schweißers sollte sich eine Frischluftzufuhr befinden. Noch besser ist eine örtliche Absaugung der Schweißdämpfe.


Elektrodenschweißen Anleitung:  
Das CLAMS-Prinzip

Elektrodenschweißen Ausrüstung

Wenn man nicht gerade jeden Tag übt, kann es Einsteigern sehr schwer fallen, ihre Ergebnisse beim Elektrodenschweißen zu verbessern. Während erfahrene Schweißer mit der Handhabung der Elektrode kein Problem haben und ihre Ergebnisse beinahe spielerisch einfach zustande kommen, kann die Schwierigkeit dieses Schweißverfahrens schnell frustrieren.

Bei den ersten Versuchen fühlt man sich geradezu ein wenig verloren. Daher ist es umso wichtiger, dass du die wichtigsten Einstellungen und Prozesse beim E-Handschweißen kennst. Folgende Elemente bestimmen zu großen Teilen dein Ergebnis: Lichtbogenlänge, Winkel der Elektrode, Führgeschwindigkeit, Stromstärke und Elektrodenführung.

Als Merkspruch wird im englischsprachigen Bereich der Begriff CLAMS verwendet, der genau diese 5 Aspekte umfasst: Current Setting (Stromstärke), Length of Arc (Lichtbogenlänge), Angle of Electrode (Winkel der Elektrode), Manipulation of Electrode (Elektrodenführung), Speed of Travel (Führgeschwindigkeit).

Stromstärke

Die Wahl der richtigen Stromstärke ist der Schlüssel zu Ihrem Erfolg. Wenn die Stromstärke zu niedrig eingestellt ist, wird Ihre Elektrode beim Auftreffen auf einen Lichtbogen zu klebrig und das Schweißergebnis gerät ins Stocken. Wenn die Stromstärke zu hoch eingestellt ist, erzeugt der Lichtbogen einen lauteren Ton als gewöhnlich und die überschüssige Flüssigkeit ist schwerer zu kontrollieren.

Eine allgemeine Faustregel für die Wahl der richtigen Stromstärke ist 30 bis 40 Ampere pro Milimeter Elektrodendurchmesser. In manchen Fällen sind auch Stromstärken jenseits der 40 Ampere pro mm Durchmesser hilfreich.

Die Feineinstellung erfolgt gewöhnlicherweise in kleinen 5 Ampere Schritten, bis das ideale Ergebnis erreicht ist. Das bedeutet, wenn du mit einer 2 mm Elektrode arbeitest, beginnst du mit dem mittleren Richtwert von 70 Ampere und testest die Stromstärke. Anschließend wählst du jeweils 65 und 75 Ampere und führst zwei weitere kurze Probeschweißungen durch. Das Ergebnis analysierst du und bewertest, welche Einstellung das beste Ergebnis gebracht hat. Damit schweißt du. 

nd arbeitest dich langsam auf 65, 70, 75, 80 Ampere vor, um eine praktische Einschätzung zu erhalten.

Folgende Tabelle zeigt dir beispielhaft, wie du die Stromstärke beim Elektrodenschweißen zunächst einstellen solltest:

Elektroden-Durchmesser

Materialstärke

Stromstärke

1,6

1 bis 1,5

45 bis 65

2,0

1,5 bis 3

60 bis 80

2,5

2,5 bis 6

75 bis 100

3,2

4 bis 8

95 bis 125

4,0

Ab 6 mm

120 bis 160

Lichtbogenlänge

Die "beste Lichtbogenlänge" variiert genau wie die Stromstärke mit jeder Elektrode und Anwendung.

Eine gute Richtlinie ist, dass die Bogenlänge den Durchmesser der Elektrode nicht überschreiten sollte. 

Beispielsweise wird eine 3 mm Elektrode rund 3 mm vom Werkstück entfernt gehalten. Wird die Elektrode zu nah ans Werkstück gehalten, verringert sich die Schweißspannung, also die Spannung, die zwischen Elektrode und Werkstück herrscht, wodurch eine überhöhte Schweißnaht entsteht. Unserem Ziel, eine schön flache und gleichmäßige Naht hinzubekommen, würde diese Haltung schaden. Gleichzeitig würde sich das Risiko erhöhen, dass sie Elektrode nicht abschmilzt, sondern am Werkzeug kleben bleibt.

Eine zu große Bogenlänge erhöht das Spritzer- und Porositätsrisiko. Eine passende Länge verbessert das optische Erscheinungsbild der Naht, lässt die Schweißnaht schmal und symmetrisch und reduziert die Menge an Spritzern.

Also denke immer daran, dass du die Elektrode beim Elektrodenschweißen etwa in der Distanz zum Werkstück hältst, welchen Durchmesser sie auch hat. Ausgehend von dieser Länge kannst du das Schweißergebnis prüfen und unter Umständen verringern oder vergrößern, wobei die Richtlinie in den meisten Fällen ein sauberes Ergebnis erzielen wird.

Bei deinen ersten Versuchen im Elektrodenschweißen ist es eine natürliche Angewohnheit, einen zu langen Lichtbogen zu verwenden. Möglicherweise versuchst du dadurch eine bessere Sicht auf die Schweißstelle zu bekommen.

Dennoch: Statt den Lichtbogen zu verlängern, solltest du deinen Kopf drehen und möglicherweise deine Haltung anpassen, um die besten Sicht auf die Schweißstelle zu erhaschen. Das ganze erfordert ein bisschen Tüftelei, bis du einen Spot gefunden hast, der sich natürlich für dich anfühlt und dir gleichzeitig erlaubt, die Elektrode sicher und kontrolliert zu führen.

Elektrodenstellung

Das Elektrodenschweißen in flacher, horizontaler oder der Überkopf-Position erfolgt gewöhnlicherweise ziehend. Als Orientierung kannst du die Elektrode in einem 90 Grad-Winkel zum Werkstück halten. Anschließend neigst du die Elektrode um 5 bis 20 Grad in die Richtung, in die du sie ziehen wirst. Steignähte werden hingegen in einer stechenden bzw. drückenden Stellung geschweißt. Anstatt die Elektrode zu ziehen, führst du sie entlang des Werkstücks.

Elektrodenführung

Die Führung der Elektrode ist eine individuelle Angelegenheit. Am besten lernst du, deinen eigenen Stil zu entwickeln, indem du dir bei anderen Schweißern etwas abguckst und selbst mit der Führung herumexperimentierst.

Eine geradlinige Führung funktioniert am besten bei dünneren Werkstücken mit einer Stärke von 6mm oder weniger. Bei breiteren Stücken solltest du die Breite der Naht dadurch erhöhen, dass du die Elektrode von Seite zu Seite bewegst. Gewöhnlich sind überlappende Halbkreise, die die Führungsgeschwindigkeit verlangsamen und die Breite erhöhen.

Um bei einer solch anspruchsvollen Führung die Naht im Blick zu behalten, musst du deinen Kopf zur Seite neigen.

Schweißgeschwindigkeit

Die beste Führgeschwindigkeit ist die, die eine Schweißnaht mit optimaler Breite, Optik und Stabilität ermöglicht. Du solltest die Schweißgeschwindigkeit so wählen, dass der Lichtbogen im vorderen Drittel des Schweißbades bleibt. Langsamere Geschwindigkeiten erhöhen die Breite aber verringern die Tiefe der Naht.


Weitere Informationen zum E-Handschweißen

Elektroden Box

Foto: Sanit Ratsameephot / Shutterstock.com

Pflege der Elektroden

Die Qualität der Schweißnaht hängt von der konstanten Leistung der Elektrode ab. Um diese sicherzustellen, bedarf es einer sachgemäßen Lagerung, 

Elektroden müssen trocken gelagert werden. Daher ist es empfehlenswert, die Elektrodenpackungen in Regalen aufzubewahren, die offen und weit genug vom Boden entfernt sind. In geschlossenen Schubladen steigt die Gefahr der Feuchtigkeitsbildung.

Werden die Elektroden so in ihrer Verpackung gelagert, ist ihre Haltbarkeit beinahe unbegrenzt. Nicht verwendete Elektroden müssen ggf. nach den Angaben des Herstellers getrocknet werden, wenn sie Feuchtigkeit ausgesetzt waren.

Hierbei kommt es auch darauf an, wie die Elektroden beschichtet sind. Unterschiedliche Elektroden kommen unterschiedlich gut mit einer Feuchtigkeitsaufnahme zurecht. Es gelten die Empfehlungen der Hersteller.


Fazit zum Elektrodenschweißen

Schweißen ist ein ewiger Lernprozess, egal auf welchem Niveau man sich befindet.

Wenn du diese fünf Grundlagen des E-Handschweißens regelmäßig überprüfst und anpasst, wirst du deine Fähigkeiten beinahe zwangläufig verbessern. Als fortgeschrittener Schweißer wirst du zum Schweißen derselben Werkstücke nur einen Bruchteil der Zeit benötigen, die du anfangs gebraucht hast.

Wenn du die Sicherheit hast, weißt du genau, welche Stellschrauben du anpassen musst, um das bestmögliche Ergebnis zu erzielen.

Falls du nach einfacher zu lernenden Schweißverfahren Ausschau hältst, empfehlen wir dir das MIG/MAG oder das WIG-Schweißen, abhängig davon, was du vorhast.

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