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 Beim Lichtbogenhandschweißen wird als Wärmequelle ein elektrischer Lichtbogen, der zwischen einer Stabelektrode und dem Werkstück brennt, genutzt. Durch die hohe Lichtbogentemperatur wird der Werkstoff an der Schweißstelle aufgeschmolzen. Die Stabelektrode dient als Zusatzwerkstoff. Sie schmilzt während des Schweißvorganges ab und bildet eine Schweißraupe. Die zum Schweißen benötigte hohe Schweißstromstärke (ca. 15-500 Ampere) und die benötigte niedrige Schweißspannung (ca. 15-100 Volt) kann nicht direkt aus dem Stromnetz entnommen werden. Der aus dem Stromnetz entnommene Wechselstrom von 230 oder 400 Volt muss durch die eingesetzte Schweißstromquelle umgewandelt werden. Als Schweißstromquellen (hier grün dargestellt) kommen Schweißtransformator, Schweißumformer, Schweißinverter und Schweißgleichrichter zum Einsatz.  Beim Lichtbogenhandschweißen wird als Wärmequelle ein elektrischer Lichtbogen, der zwischen einer Stabelektrode und dem Werkstück brennt, genutzt. Durch die hohe Lichtbogentemperatur wird der Werkstoff an der Schweißstelle aufgeschmolzen. Die Stabelektrode dient als Zusatzwerkstoff. Sie schmilzt während des Schweißvorganges ab und bildet eine Schweißraupe. Die zum Schweißen benötigte hohe Schweißstromstärke (ca. 15-500 Ampere) und die benötigte niedrige Schweißspannung (ca. 15-100 Volt) kann nicht direkt aus dem Stromnetz entnommen werden. Der aus dem Stromnetz entnommene Wechselstrom von 230 oder 400 Volt muss durch die eingesetzte Schweißstromquelle umgewandelt werden. Als Schweißstromquellen (hier grün dargestellt) kommen Schweißtransformator, Schweißumformer, Schweißinverter und Schweißgleichrichter zum Einsatz. 
 ===== Schweißstromquellen ===== ===== Schweißstromquellen =====
-==== Schweißumformer ==== +==== Schweißtransformator ==== 
-Im Schweißtransformator wird der Wechselstrom des Stromnetzes mit hoher Spannung und niedriger Stromstärke in einen Wechselstrom mit niedriger Spannung und hoher Stromstärke umgewandelt. Die Regelung des Schweißstromes erfolgt durch Anzapfungen an der Primärspule des Netztransformators. Vielfach wird ein bewegliches Joch zwischen der Sekundär- und der Primärspule montiert, wodurch sich eine stufenlose Reglung ergibt.+Im Schweißtransformator wird der Wechselstrom des Stromnetzes mit hoher Spannung und niedriger Stromstärke in einen Wechselstrom mit niedriger Spannung und hoher Stromstärke umgewandelt. Die Regelung des Schweißstromes erfolgt durch Anzapfungen an der Primärspule des Netztransformators. Vielfach wird ein bewegliches Joch zwischen der Sekundär- und der Primärspule montiert, wodurch sich eine stufenlose Reglung ergibt. Falls der Schweißumformer einen Stern-Dreieck-Schalter hat, darf die zweite Schalterstufe erst nach Anlaufen der ersten Schalterstufe durchgeschaltet werden.
 ==== Schweißgleichrichter ==== ==== Schweißgleichrichter ====
 Ein Schweißgleichrichter wandelt den Dreiphasenwechselstrom (Drehstrom) in Gleichstrom zum Schweißen um. Er besteht aus einem Netztransformator und einem nachgeschalteten Gleichrichterblock, der den Wechselstrom in Gleichstrom umwandelt.Die nachgeschaltete Glättungsdrossel dient zur Verringerung der Restwelligkeit und bestimmt entscheidend die Schweißeigenschaften, z.B. das Zünden des Lichtbogens und die Spritzerbildung. Ein Schweißgleichrichter wandelt den Dreiphasenwechselstrom (Drehstrom) in Gleichstrom zum Schweißen um. Er besteht aus einem Netztransformator und einem nachgeschalteten Gleichrichterblock, der den Wechselstrom in Gleichstrom umwandelt.Die nachgeschaltete Glättungsdrossel dient zur Verringerung der Restwelligkeit und bestimmt entscheidend die Schweißeigenschaften, z.B. das Zünden des Lichtbogens und die Spritzerbildung.
-==== Schweißtransformator ====+==== Schweißumformer ====
 Schweißumformer bestehen aus einem Elektromotor, in der Regel mit Dreiphasenwechselstrom betrieben, der einen regelbaren Gleichstromgenerator über eine Welle antreibt. Diese Geräte wurden hauptsächlich in der Zeit gebaut, als leistungsfähige Elektronik noch nicht verfügbar war. Umformer zeichneten sich durch eine geringe Oberwelligkeit aus, aber sie sind durch die mechanischen Bauteile störanfälliger und wartungsintensiver als Schweißgleichrichter. Mit aufkommender Leistungselektronik verschwanden diese Geräte vom Markt. Sie hielten sich jedoch noch einige Zeit in der oberen Leistungs- bzw. Stromklasse. Zusätzlich ist ihr Wirkungsgrad vergleichsweise niedrig (max 60 %). Schweißumformer bestehen aus einem Elektromotor, in der Regel mit Dreiphasenwechselstrom betrieben, der einen regelbaren Gleichstromgenerator über eine Welle antreibt. Diese Geräte wurden hauptsächlich in der Zeit gebaut, als leistungsfähige Elektronik noch nicht verfügbar war. Umformer zeichneten sich durch eine geringe Oberwelligkeit aus, aber sie sind durch die mechanischen Bauteile störanfälliger und wartungsintensiver als Schweißgleichrichter. Mit aufkommender Leistungselektronik verschwanden diese Geräte vom Markt. Sie hielten sich jedoch noch einige Zeit in der oberen Leistungs- bzw. Stromklasse. Zusätzlich ist ihr Wirkungsgrad vergleichsweise niedrig (max 60 %).
 ==== Schweißinverter ==== ==== Schweißinverter ====
 Der Schweißinverter ist eine elektronische Schweißstromquelle. Die Geräte werden je nach Leistung ein- oder dreiphasig an das Stromnetz angeschlossen. Die Netzspannung wird zuerst gleichgerichtet, mit Hilfe von Leistungshalbleitern mit einer Frequenz zwischen 20 kHz und 150 kHz zerhackt und über einen relativ kleinen Transformator auf eine geringere Spannung transformiert. Anschließend muss der Schweißstrom mit Hilfe geeigneter Dioden gleichgerichtet werden. Die Baugröße von Transformatoren gleicher Leistung ist ca. umgekehrt proportional zu ihrer Arbeitsfrequenz, d. h. je höher die Frequenz, desto kleiner und leichter kann der Transformator und das gesamte Schweißgerät gebaut werden. Der Wirkungsgrad von Inverter-Schweißgeräten ist besser als der anderer Schweißstromquellen. Durch die höhere Arbeitsfrequenz können stark dynamische Schweißprozesse deutlich besser geregelt werden. Der Schweißinverter ist eine elektronische Schweißstromquelle. Die Geräte werden je nach Leistung ein- oder dreiphasig an das Stromnetz angeschlossen. Die Netzspannung wird zuerst gleichgerichtet, mit Hilfe von Leistungshalbleitern mit einer Frequenz zwischen 20 kHz und 150 kHz zerhackt und über einen relativ kleinen Transformator auf eine geringere Spannung transformiert. Anschließend muss der Schweißstrom mit Hilfe geeigneter Dioden gleichgerichtet werden. Die Baugröße von Transformatoren gleicher Leistung ist ca. umgekehrt proportional zu ihrer Arbeitsfrequenz, d. h. je höher die Frequenz, desto kleiner und leichter kann der Transformator und das gesamte Schweißgerät gebaut werden. Der Wirkungsgrad von Inverter-Schweißgeräten ist besser als der anderer Schweißstromquellen. Durch die höhere Arbeitsfrequenz können stark dynamische Schweißprozesse deutlich besser geregelt werden.
 +
 +===== Einschaltdauer =====
 +
 +Die Einschaltdauer (ED) kann als Prozentangabe (Verhältnis von Schweißdauer und Abschaltphase) angegeben werden. Als Nutzungszeitraum gelten normalerweise 10 Minuten. \\
 +Beispiel: 100A/50%: Bei 100A Schweißstrom kann man 5 Minuten schweißen und muss dann 5 Minuten Pause machen um das Gerät nicht zu überlasten. \\ 
 +Die Einschaltdauer wird mit steigender Stromstärke üblicherweise immer kleiner, z.B. 230A/100%; 280A/60%; 350A/35%. \\
 +Es gibt aber auch Schweißstromquellen mit ED 100% bei der maximalen Stromstärke. 
  
 ===== Schweißleitung ===== ===== Schweißleitung =====
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 ==== Schutzschild ==== ==== Schutzschild ====
-Die verwendeten Schutzgläser müssen einer bestimmten Schutzstufe entsprechen und gekennzeichnet sein. Die verwendeten Schutzstufen sind beim Lichtbogenhandschweißen 9 bis 16.+Die verwendeten Schutzgläser müssen einer bestimmten Schutzstufe entsprechen und gekennzeichnet sein. Die verwendeten Schutzstufen sind beim Lichtbogenhandschweißen 9 bis 14.
  
 ==== Arbeitsplatz ==== ==== Arbeitsplatz ====
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 {{:infos:schulungen:schweissen:e-hand_blaswirkung_masse.png?300|}} {{:infos:schulungen:schweissen:e-hand_blaswirkung_masse.png?300|}}
   * von der Werkstückkante weg nach innen.   * von der Werkstückkante weg nach innen.
-Die Blaswirkung lässt sich durch Ändern des Anstellwinkels der Stabelektrode verringern. Ebenso kann das Verlegen der Polklemme oder das Anbringen mehrerer Polklemmen die Blaswirkung bereits erheblich beeinflussen.+Die Blaswirkung lässt sich durch Neigung der Elektrode gegen die Blasrichtung verringern. Ebenso kann das Verlegen der Polklemme oder das Anbringen mehrerer Polklemmen die Blaswirkung bereits erheblich beeinflussen.
  
 ==== Zünden des Lichtbogens ==== ==== Zünden des Lichtbogens ====
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 |  Einbrandtiefe  |  mittelmäßig  |  gut  |  gut  |  gut  | |  Einbrandtiefe  |  mittelmäßig  |  gut  |  gut  |  gut  |
 |  Entfernbarkeit \\ der Schlacke  |  sehr leicht  |  schwerer  |  leicht (geringe \\ Schlackenbildung)  |  leicht  | |  Entfernbarkeit \\ der Schlacke  |  sehr leicht  |  schwerer  |  leicht (geringe \\ Schlackenbildung)  |  leicht  |
-|  Lichtbogenlänge  |  Kerndurchmesser  |  Kerndurchmesser  |  Kerndurchmesser  |  Kerndurchmesser  | +|  Lichtbogenlänge  |  Kerndurchmesser  |  0,5 x Kerndurchmesser  |  Kerndurchmesser  |  Kerndurchmesser  | 
-|  Stromart  |  Gleichstrom -Pol \\ Wechselstrom  |    |  Gleichstrom +(-) Pol  |  Gleichstrom -Pol \\ Wechselstrom  |+|  Stromart  |  Gleichstrom -Pol \\ Wechselstrom  |  Gleichstrom + Pol  |  Gleichstrom +(-) Pol  |  Gleichstrom -Pol \\ Wechselstrom  |
 |  Rauchentwicklung  |  mäßig  |  stark  |  sehr stark  |  mäßig  | |  Rauchentwicklung  |  mäßig  |  stark  |  sehr stark  |  mäßig  |
 |  Mechanische \\ Gütewerte  |  geringer  |  sehr gut, zähes \\ Schweißgut  |  gut  |  gut  | |  Mechanische \\ Gütewerte  |  geringer  |  sehr gut, zähes \\ Schweißgut  |  gut  |  gut  |
-|  Besonderheiten  |    |  empfindlich gegen \\ Feuchtigkeit  |  vorwiegen für Fallnähte  |    |+|  Besonderheiten  |    |  empfindlich gegen Feuchtigkeit \\ müssen rückgetrocknet werden  |  vorwiegen für Fallnähte  |    |
  
 ==== Elektrodenbezeichnung nach DIN EN ISO 2560-A ==== ==== Elektrodenbezeichnung nach DIN EN ISO 2560-A ====
 \\ \\
-** DIN EN ISO 2560-A – E 46 6 Mn1Ni B 4 2 H **+** DIN EN ISO 2560-A – E 46 6 Mn1Ni B 4 2 H5 **
  
 |DIN EN ISO 2560-A  |Norm-Nummer  |  | |DIN EN ISO 2560-A  |Norm-Nummer  |  |
 |E  |Umhüllte Stabelektrode/Lichtbogenhandschweißen  |  | |E  |Umhüllte Stabelektrode/Lichtbogenhandschweißen  |  |
-|46  |Festigkeit und Bruchdehnung  |Mindeststreckgrenze 460 N/mm², \\ Zugfestigkeit 530–680 N/mm², \\ Mindestbruchdehnung 20%  |+|46  |Zugfestigkeit und Bruchdehnung  |Mindeststreckgrenze 460 N/mm², \\ Zugfestigkeit 530–680 N/mm², \\ Mindestbruchdehnung 20%  |
 |6  |Kerbschlagarbeit  |47 J bei -60°C  | |6  |Kerbschlagarbeit  |47 J bei -60°C  |
 |Mn1Ni  |Chemische Zusammensetzung  |(siehe Tabelle)  | |Mn1Ni  |Chemische Zusammensetzung  |(siehe Tabelle)  |
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 ==== Aufgaben des Kernstabes ==== ==== Aufgaben des Kernstabes ====
   * Zusatzwerkstoff zum Auftragsschweißen oder zum Füllen von Schweißfugen liefern   * Zusatzwerkstoff zum Auftragsschweißen oder zum Füllen von Schweißfugen liefern
 +
 +==== Ausbringung ====
 +
 +Ausbringung in % = (Gewicht des Schweissgutes)/(Gewicht des abgeschmolzenen Kernstabes)x100 \\
 +Die Ausbringung kann durch Eisenpulver in der Umhüllung erhöht werden.
  
 ===== Schmelzbad und Schlackenfluss ===== ===== Schmelzbad und Schlackenfluss =====
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 ===== Gefüge in Schweißverbindungen ===== ===== Gefüge in Schweißverbindungen =====
-Zum Schmelzschweißen werden Temperaturen benötigt, die mindestens der Schmelztemperatur des Werkstückes entsprechen. Die Höhe der Temperaturen hängt im Wesentlichen von der Wärmezufuhr durch das Schweißverfahren, von der Wärmeableitung der Wärme im Bauteil und von der Wärmeabgabe an die Luft ab. Dieses Erwärmen und Abkühlen verändert das Gefüge einer Schweißverbindung bis in den Grundwerkstoff hinein. Die Wärmeeinflusszone schließt sich beiderseits an die Schweißnaht an. Sie reicht bis an den Grundwerkstoff, der nicht durch die beim Schweißen eingebrachte Wärme beeinflusst wurde.+Zum Schmelzschweißen werden Temperaturen benötigt, die mindestens der Schmelztemperatur des Werkstückes entsprechen. Die Höhe der Temperaturen hängt im Wesentlichen von der Wärmezufuhr durch das Schweißverfahren, von der Wärmeableitung im Bauteil und von der Wärmeabgabe an die Luft ab. Dieses Erwärmen und Abkühlen verändert das Gefüge einer Schweißverbindung bis in den Grundwerkstoff hinein. Ein zu schnelles Abkühlen der Schweißnaht führt zu einer Aufhärtung der Schweißnaht und der Wärmeeinflusszone und somit zur Versprödung des Werkstoffes. Die Wärmeeinflusszone schließt sich beiderseits an die Schweißnaht an. Sie reicht bis an den Grundwerkstoff, der nicht durch die beim Schweißen eingebrachte Wärme beeinflusst wurde.  
 + 
 +{{:infos:schulungen:schweissen:e-hand_waermeeinflusszone.png?500|}} 
 + 
 +===== Schweißfehler und Auswirkungen ===== 
 + 
 +^  zu hohen Stromstärke  ^  zu niedrige Stromstärke  ^ 
 +|Elektrode wird glühend  |Schwierigkeiten beim Zünden  | 
 +|Einbrandkerben  |zu kleines Schmelzbad  | 
 +|zu großes Schmelzbad  |Schlackeeinschlüsse  | 
 +|durchfallende Naht  |ungenügender Einbrand  | 
 +|zu große Wärmeeinbringung  |Schlacke schwer entfernbar  | 
 +|große Endkrater  |  | 
 +|starker Verzug  |  | 
 +^  zu kurzer Lichtbogen  ^  zu langer Lichtbogen  ^ 
 +|kleine Nahtbreite  |große Nahtbreite  | 
 +|Vorlaufen der Schlacke  |Einbrandkerben  | 
 +|Lichtbogen kann erlöschen  |Vorlaufen der Schlacke \\ -> Schlackeeinschlüssse  | 
 +|Poren  |Spritzer  | 
 +^  zu langsames Schweißen  ^  zu schnelles Schweißen  ^ 
 +|Vorlaufen der Schlacke  |ungenügendes Durchschweißen  | 
 +|zu große Nahtüberhöhung  |Einbrandkerben  | 
 +|durchfallende Naht  |Bindefehler  | 
 +|große Wärmeeinbringung  |ungenügende Abdeckung der Naht und des Schmelzbades mit Schlacke  | 
  
-{{:infos:schulungen:schweissen:e-hand_waermeeinflusszone.png?400|}} 
  
 ===== Schrumpfung an Schweißnähten ===== ===== Schrumpfung an Schweißnähten =====
  • infos/schulungen/schweissen/e-hand-schweissen.1424791206.txt.gz
  • Zuletzt geändert: 2025/08/28 12:40
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