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Wissenswertes: E-Hand-Schweißen näher durchleuchtet

Handschweißen oder auch Elektroden-Hand-Schweißen (E-Hand-Schweißen) ist eine Technik, die Geschick und sogar ein wenig Talent bedarf. Beim Schweißen mit der Hand, wird ein sogenannter Lichtbogen oder auch Schweißlichtbogen zwischen einer Verbrauchselektrode und dem zu schweißenden Werkstück geschlagen. Der Elektrodenstab wird an der Spitze des Lichtbogens geschmolzen und Metalltröpfchen fallen in den Schweißpool. Mit fortschreitendem Schweißen wird die Schweißelektrode somit stetig kürzer.

Der Schweißer muss beim E-Hand-Schweißen eine konstante Lichtbogenlänge zwischen dem Werkstück und der Elektrodenspitze einhalten, wenn sich die Elektrode entlang der Verbindungsnaht bewegt, während die Abbrand- Rate der Elektrode währenddessen ausgeglichen wird. Eine ruhige Hand zum Führen der Elektrode ist unerlässlich. Hieraus wird auch klar, weshalb eine ordnungsgemäße Ausbildung als Schweißer erforderlich ist, denn um eine professionelle Handschweißnaht zu erzielen, erfordert es viel Übung und eine gewisse Schulung. Bei Handschweißnähten können Schmelzfehler auftreten, insbesondere in der Schweißwurzel, wo der Zugang am stärksten eingeschränkt ist und das Schweißgut am schnellsten erstarrt. Es kann jedoch auch zu Schmelzfehlern zwischen den Schweißdurchgängen kommen.

Auf dem Schweißer lastet eine große Verantwortung beim Handschweißen

Die Fähigkeit des Schweißers beeinflusst die Form des Aussehens der Schweißnahtoberfläche und das Vorhandensein von Spritzern in der näheren Umgebung der Schweißnaht. Es ist möglich, dass Schweißschlackenstücke auch nach dem Drahtbürsten zwischen den Schweißdurchgängen auf der Oberfläche des Schweißgutes zurückbleiben. Diese sind dann als Schlackeneinschlüsse in der Verbindung eingeschlossen, wenn ein spätere Schweißdurchgänge darübergelegt wird.

Wer ein auf der Suche nach einem Unternehmen ist, das seine Dienste im Bereich von Handschweißen anbietet, der sollte auf die Tradition und Langlebigkeit des Unternehmens achten. Wie bereits erläutert ist das Handschweißen sehr stark vom Können des einzelnen Schweißers abhängig. Auch muss das Unternehmen dafür sorgen, das entsprechende Wissen in Bezug auf unterschiedliche Materialien inne zu haben. Hier ein Beispiel:

Porosität von Schweißnähten

Es gibt verschiedene Ursachen für die Porosität von Schweißnähten, was auch ein besonderes Problem für Aluminiumschweißnähte ist. Bei Stählen kann die Porosität durch eine unzureichende Inertgas-Abschirmung der Schweißnaht verursacht werden, so dass atmosphärische Gase oder Feuchtigkeit in das Schweißbad gelangen können. In Aluminiumlegierungen wird die Porosität durch eingeschlossenen Wasserstoff verursacht, der im festen Zustand vollständig unlöslich ist. Das Fett oder die Feuchtigkeit in der Fuge verursachen daher Porosität.

Diese Arten von Mängeln, die in der Regel auf a) unzureichende Fähigkeiten des Schweißers oder b) einen minderen Wissensstand des Unternehmens zurückzuführen sind, werden allgemein als Verarbeitungsfehler bezeichnet. Es ist zwar möglich, dass Fehler die strukturelle Integrität der fertigen Schweißnaht nicht beeinträchtigen, in der Regel jedoch, ist die Anzahl dieser zulässigen Verarbeitungsfehler sehr begrenzt.

Bei übermäßiger Porosität oder fehlender Verschmelzung kann der tragende Querschnitt der Schweißnaht erheblich reduziert werden. Übermäßiges „Peaking“ in der Schweißkappe oder übermäßiges Eindringen in den Wurzelkanal, können zu einer hohen Spannungskonzentration an der Schweißspitze führen. Grenzwerte für die zulässige Größe von Mängeln, die als Schweißqualitätsniveaus bezeichnet werden, sind in Normen wie DIN EN 12062 angegeben.

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Die 3 Bewegungsabläufe der beweglichen Elektrode

Während des Schweißvorganges gibt es drei Unterschiedliche Bewegungsrichtungen, welche die Elektrode durchlaufen kann.

Die erste Bewegung ist vorwärts – entlang der Achse der Elektrode gerichtet. Diese Bewegung wird durch eine konstante Lichtbogenlänge in Abhängigkeit von der Schmelzgeschwindigkeit der Elektrode durchgeführt. Die Länge des Lichtbogens für das manuelle Schweißen muss immer in Abhängigkeit von der Schweißelektrode und der Markierung im Bereich (0,5-1,2) liegen. Eine übermäßige Verringerung der Länge des Lichtbogens wirkt sich auf die zu bildende Verbindung aus. Eine übermäßige Vergrößerung der Länge des Lichtbogens hingegen, führt zu einer Verringerung der Eindringtiefe und zu einer Erhöhung des Sprühelektrodenmetalls. Eine Abweichung, der nach vorne gerichteten Bewegung, führt somit zwingend zu einer Verschlechterung der Schweißqualität.

Die zweite Bewegung ist die Bewegung der Elektrode entlang der Achse der Walze, um eine Naht zu bilden. Die Geschwindigkeit dieser Bewegung wird in Abhängigkeit von der Stromstärke, dem Elektrodendurchmesser, der Schmelzgeschwindigkeit, der Art der Naht und anderen Faktoren bestimmt. Ohne eine Querbewegung auszuführen, wird die Elektrode durch eine schmale Naht (Nadelkissen) mit einer Breite von etwa 1,5 Durchmesser gehalten. Diese Schweißverbindungen werden beim beispielsweise für dünnere Bleche verwendet.

Bei der dritten Bewegung, handelt es sich um die Bewegung der Elektrode über das Gelenk, um eine erforderliche Eindringtiefe zu erreichen. Die Quervibrationsbewegung der Elektrode ist nicht immer ganz einfach, die Qualität wird hier oftmals durch die Schweißfähigkeit bestimmt.

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