Schweißelektrode

Die Stabelektrode ist ein Metallstab, der zum Schweißen verwendet wird.

Stabelektroden DIN EN ISO 2560

Aufbau

Die Stabelektrode besteht aus einem Kernstab und einer Umhüllung. Die Stabelektrode wird zum Elektroschweißen verwendet und enthält den Zusatzwerkstoff, der zum Schweißen notwendig ist. Meistens ist dieser Zusatzwerkstoff mit einer Umhüllung umgeben, die Zusätze enthält. Die ersten Stabelektroden waren nicht umhüllt und daher schwierig zu verschweißen. Später wurden die Elektroden mit Stoffen umhüllt, die das Schweißen erleichterten, das Schweißgut schützten und den Prozess metallurgisch beeinflussten. Das erste Patent über eine umhüllte Stabelektrode stammt aus dem Jahr 1908. Die Schweißelektrode wird mit der zugehörigen Schweißzange an eine Schweißstromquelle angeschlossen und mit dem zu verschweißenden Werkstück kurzgeschlossen. Dabei entsteht ein Lichtbogen, der die Elektrode abschmilzt. Der Mantel der Elektrode bildet Gase, welche den Lichtbogen stabilisieren, indem sie der Blaswirkung entgegenwirken, und gleichzeitig die Oxidation der Schweißnaht verhindern. Zusätzlich sind Stoffe enthalten, die zur Bildung von Schlacke führen. Sie dient als Flussmittel zur Verringerung der Oberflächenspannung des aufgeschmolzenen Werkstoffs, sorgt für eine gleichmäßige Abkühlung und bindet Verunreinigungen.

Kernstab

Der Werkstoff des Kernstabes richtet sich nach dem zu schweißenden Werkstoff und dessen chemischer Zusammensetzung.

Auswahl von Stabelektroden

Die Auswahl von Stabelektroden erfolgt nach werkstoff- und schweißtechnischen Gesichtspunkten. Dabei wird zuerst ein Vergleich der mechanischen Gütewerte des Schweißzusatzes mit den Gütewerten des Grundwerkstoffes vorgenommen, wobei die Mindestanforderungen des Grundwerkstoffes auch im reinen Schweißgut erreicht werden müssen.

Für die Auswahl von Stabelektroden können folgende Kriterien genannt werden:

• Der zu verschweißende Grundwerkstoff
  • für unlegierte Stähle und Feinkornbaustähle
  • für höherfeste Stähle
  • für warmfeste Stähle
  • für nichtrostende und hitzebeständige Stähle
  • für Gusseisenwerkstoffe
  • für Nichteisenmetalle; weiter unterteilt nach:
    • der chemischen Zusammensetzung
    • den metallurgischen und physikalischen Eigenschaften

• Die Beanspruchung des Bauteils geordnet nach
  • konstruktiver Gestaltung des Bauteils
  • vorwiegend ruhende oder vorwiegend nicht ruhende Beanspruchung
  • Beanspruchungszustand (Größe der Belastung)

• Die Schweißaufgabe geordnet nach
  • Schweißbedingungen
  • Schweißposition
  • vorhandene Schweißstromquelle
  • geeigneter Umhüllungstyp

• Die Wirtschaftlichkeit geordnet nach
  • Abschmelzleistung
  • Ausbringung
  • Streckenenergie

Die Auswahl der umhüllten Stabelektroden erfolgt meist nach den Katalogen für Schweißzusätze der Herstellerfirmen.

Beispiel: Kernstäbe für unlegierte Elektroden

• Kohlenstoff-Gehalt: 0,06 % bis 0,12 %
• Mangan: 0,3 % bis 1,8 %
• Silizium: 0,06 %
• Phosphor und Schwefel <0,03 %

Zusätzlich ist er Stromleiter, Eisenträger und Umhüllungsträger.

Beispiel für eine Stabelektrodenbezeichnung nach DIN EN 499

Beispiel: E 38 2 RB 1 2 H5

• E Kurzzeichen nach DIN 1910 für das Schweißverfahren hier Lichtbogenhandschweißen
• 38 Mindeststreckgrenze in N/mm² hier 380 N/mm²

Zugfestigkeit in N/mm² hier 470-600 N/mm²

Bruchdehnung in % hier 20 %

• 2 Mindest-Kerbschlagarbeit(47 Joule) bei -20 Grad Celsius
• RB Umhüllungstyp hier rutil-basischumhüllt
• 1 Ausbringung hier <105 %

Stromart hier Gleich- und Wechselstrom

• 2 Schweißposition hier alle, außer Fallposition
• H5 Wasserstoffgehalt < 5 cm³ / 100g Schweißgut