Die Klassifizierung gängiger Stabelektroden hilft Schweißern bei der Entscheidungsfindung

Das Elektrodennummerierungssystem hilft Schweißern bei der Entscheidungsfindung darüber, wann, warum und wie drei häufig verwendete Stabelektroden verwendet werden: E6010, E6011 und E7018.

Wenn Sie sich für einen SMAW-Halter (Shielded Metal Arc Welding) entscheiden, steht Ihnen eine große Auswahl an Elektroden zur Verfügung. Aber nicht alle SMAW-Verbrauchsmaterialien, auch Stab genannt, eignen sich für jedes Material oder jede Aufgabe.

Die Entscheidung, welche Schweißnahtfehler oder Ausfälle sich daraus ergeben, hängt von mehreren Faktoren ab. Wenn Sie einen Schweißdraht für eine Aufgabe auswählen, sollten Sie sicherstellen, dass er zur Zusammensetzung, Dicke und Zugfestigkeit des Grundmetalls passt. Sie müssen auch den Sitz der Verbindung, die Schweißnahtlänge, die Bewegungsrichtung und die Schweißposition berücksichtigen.

Die American Welding Society (AWS) hat den Prozess mit einem Nummerierungssystem vereinfacht, das Ihnen Auskunft über bestimmte Elektroden gibt, darüber, welche Anwendungen für sie am besten geeignet sind und wie sie zur Maximierung der Leistung eingesetzt werden sollten. Werfen wir einen Blick darauf, wie das funktioniert und was es für drei häufig verwendete Schweißstäbe bedeutet: E6010, E6011 und E7018.

Im AWS-Nummerierungssystem beginnen alle Stabschweißelektrodenklassifizierungen mit dem Buchstaben „E“. Dieser Buchstabe weist darauf hin, dass es sich um eine Lichtbogenschweißelektrode handelt.

Die ersten beiden Zahlen nach dem „E“ geben die Zugfestigkeit der Elektrode an. Die vorletzte Ziffer gibt die Position an. Die Zahl „1“ bedeutet, dass es sich um eine Allpositionselektrode handelt; Eine „2“ gibt an, dass Sie die Elektrode für flache und horizontale Positionen verwenden sollten; und eine „4“ bedeutet, dass es am besten für flache, horizontale, vertikale Abwärts- und Überkopfaufnahmen geeignet ist. Die letzte Ziffer deckt die Art der Elektrodenflussmittelbeschichtung ab, ob es sich um Gleichstrom (DC) oder Wechselstrom (AC) handelt, und den Eindringgrad, der für eine hochwertige Schweißnaht erforderlich ist.

Dieses „E“ und die darauffolgenden vier oder fünf Ziffern verraten einiges über die Elektrode. Als Schweißer werden Sie bestimmte Elektroden immer wieder verwenden, insbesondere die beliebten Stabelektroden E6010, E6011 und E7018.

E6010 versus E6011 Elektroden. Die ersten beiden Elektroden ähneln sich darin, dass es sich bei beiden um Allzweckverbrauchsmaterialien handelt, die sich ideal für Rohrleitungen, Fertigung, Konstruktion, Reparaturen und Wartung eignen. Es handelt sich um E60XX-Elektroden, was bedeutet, dass sie unter Standardschweißbedingungen eine Zugfestigkeit von 60.000 PSI haben.

Bei beiden handelt es sich ebenfalls um zellulosebeschichtete Stabschweißzusätze; Etwa 30 % des Beschichtungsgewichts dieser Zelluloseelektroden stammen aus dieser organischen Verbindung. Der Gasschutz, der beim Verbrennen dieser Elektroden entsteht, enthält Kohlenmonoxid, Kohlendioxid und Wasserstoff. Der Wasserstoff verleiht den E6010- und E6011-Elektroden einen steifen Lichtbogen, eine hohe Abscheidungsrate und ein tieferes Eindringen in das Grundmetall, wodurch schmutzige, rostige, lackierte sowie fettige oder ölige Oberflächen durchtrennt werden.

Schweißanfänger scheuen eher die schnell gefrierenden Elektroden E6010 und E6011. Die durch den Einsatz der Elektroden entstehende Schlacke verfestigt sich schnell und hält das geschmolzene Metall zurück, wenn Sie sich von der Pfütze des geschmolzenen Metalls entfernen, sodass Sie über Kopf schweißen können, wobei nur minimales Metall aus der Schweißnaht fließt. Dies macht es für weniger erfahrene Schweißer schwierig, mit diesen Verbrauchsmaterialien qualitativ hochwertige Ergebnisse zu erzielen, da beim Einlegen der Schweißnaht in die Schweißnaht die richtigen Ergebnisse erzielt werden müssen.

Umgekehrt bietet es Experten den Vorteil, dass es verhindert, dass sich das Schweißbad erheblich verschiebt, bevor es erstarrt, was besonders bei Schweißszenarien in allen Positionen von Vorteil ist. Beide Elektroden erzeugen außerdem flache Schweißraupen mit einer leichten Schlackenbildung, die sich leicht entfernen und reinigen lässt.

Bei der Auswahl der richtigen Stabelektrode geht es nicht nur um Kosten und Vorlieben. Sie müssen außerdem das zu schweißende Grundmetall, den Zustand dieses Metalls, die Art des Schweißens und die verfügbare Stromquelle berücksichtigen.

So ähnlich diese beiden Stabelektroden auch sind, es gibt doch Unterschiede. Neben der Zellulose enthält die Beschichtung von E6010 Natrium, während E0611 Kalium enthält. Die E6010 ist nur für Gleichstromquellen geeignet und hat einen engeren Lichtbogen und eine tiefere Eindringtiefe als die E6011-Elektrode, die sowohl für Gleichstrom- als auch Wechselstrommaschinen ausgelegt ist. Dabei muss das Budget berücksichtigt werden, da reines DC-Schweißen eine leistungsstärkere (und teurere) Stromquelle erfordert.

Viele Schweißer berichten, dass der E6010 tendenziell ruhiger läuft als der E6011, insbesondere auf besonders schmutzigen oder rostigen Oberflächen. Es kann mühelos Rost, Fett oder anderen Schmutz durchdringen, während beim 6011 möglicherweise eine leichte Reinigung erforderlich ist, bevor ein Lichtbogen gezündet wird.

Rohrschweißer lieben es, E6010-Elektroden zum Anbringen einer Wurzelraupe auf der Innenseite eines Rohrstücks, für Wurzel- und Heißlagen sowie zum Füllen und Verschließen von Rohren der Güteklasse X52 zu verwenden. E6010-Elektroden eignen sich gut zum Schweißen von Rohrleitungen mit großem Durchmesser in vertikaler Position („Ofenrohr“). Diese Elektroden sind auch in der Lage, Schweißnähte in Röntgenqualität außerhalb der Position durchzuführen.

Beachten Sie jedoch, dass Sie bei höherer Rohrfestigkeit auch Zelluloseelektroden mit höherer Festigkeit benötigen, die die gleichen Schweißeigenschaften wie E6010 haben, z. B. E7010 oder E8010.

E6011-Elektroden erzeugen einen kraftvollen Sprühlichtbogen mit hervorragenden mechanischen Eigenschaften, wenn sie entweder mit Wechselstrom- oder Gleichstrom-Elektroden-Positiv-Stromquellen (DCEP) verwendet werden. Sie sind in der Regel ein Stab-Verbrauchsmaterial erster Wahl für Reparatur- und Wartungsarbeiten, wenn keine Gleichstromausrüstung verfügbar ist, und sie funktionieren gut beim Blechschweißen und bei Anwendungen mit geringer Siliziumablagerung.

E6011-Elektroden können mit Stahl mit mittlerem und hohem Kohlenstoffgehalt sowie niedriglegiertem Stahl in Anwendungen wie allgemeiner Fertigung, Schiffbau und -reparatur, Eisenbahnwaggons, Druckbehälterarmaturen und verzinktem Stahl verwendet werden.

Da sie Schmutz, Fett und Rost fast genauso gut durchtrennen kann wie die E6010 und auf günstigeren Wechselstrommaschinen betrieben werden kann, sind E6011-Elektroden bei reisenden Schweißern, Landwirten und anderen Personen beliebt, die kostengünstige Lösungen für Wartungs- und Reparaturschweißarbeiten benötigen.

E7018 Elektroden. Die wohl beliebteste Stabelektrode ist heute die wasserstoffarme E7018, die hochwertige Schweißnähte mit ausgezeichneter Zähigkeit und hoher Duktilität erzeugt. Es wird zum Schweißen von Metallen verwendet, bei denen unter bestimmten Bedingungen, wie z. B. Vibrationsbeanspruchung, ein erhöhtes Risiko für Schweißnahtrisse besteht. Diese Elektrode verringert das Risiko von Wasserstoffversprödungsrissen, die beim Schweißen dicker Abschnitte des Grundmaterials auftreten können.

Die „70“ in der Nomenklatur bedeutet, dass die Elektrode eine Zugfestigkeit von 70.000 PSI hat, während die „1“ in der dritten Ziffer wiederum bedeutet, dass dieses Schweißzusatzwerkstoff in fast allen Positionen einen gleichmäßigen Lichtbogen und eine deutliche Schweißnaht aufweist. Die einzige Richtung, in der der E7018 nicht funktioniert, ist vertikal nach unten.

Der E7018 kann mit jeder Gleich- oder Wechselstromquelle betrieben werden, am besten läuft er jedoch mit einer Gleichstromquelle. Geräte mit geringer Leistung sind möglicherweise nicht in der Lage, größere Durchmesser (3/16 Zoll oder mehr) zu betreiben.

Obwohl es auf dem Markt eine große Auswahl an E7018-Elektrodenoptionen gibt, sind nicht alle gleich. Typischerweise folgt auf E7018 eine „H“-Nummer (H8, H4, H4R). Die Zahl hinter dem „H“ beschreibt die Menge an Wasserstoff, die in der Schweißnaht vorhanden ist, wenn die Elektrode unter Standardbedingungen gelagert und geschweißt wird.

Ein H4 bedeutet beispielsweise weniger als 4 ml Wasserstoff pro 100 g Schweißgut. Bei der H-Zahl gilt: je niedriger, desto besser.

Ein „R“ hinter der H-Nummer (z. B. H4R) bedeutet, dass die Elektrode die AWS-Anforderungen an die Feuchtigkeitsaufnahme erfüllt. Die Elektrode kann nach dem Öffnen der hermetisch verschlossenen Verpackung neun Stunden lang verwendet werden, bevor sie unter den vom Hersteller angegebenen Bedingungen erneut getrocknet werden muss.

Während E7018 ideal für viele Schweißarten ist, erfordern die meisten Anwendungen speziell E7018 H4R-Elektroden: Baustahl, Energieerzeugung, Petrochemie, Druckbehälter, Rohrleitungen und Baustahl. Es kann ein gleichmäßigeres Schweißgut erzeugen, das bei Temperaturen unter Null bessere Schlageigenschaften aufweist.

Wenn Sie schließlich spezielle Anforderungen für Niedertemperaturanwendungen haben, stellen Sie sicher, dass Sie eine E7018-1 H4R-Elektrode verwenden. Die „-1“ am Ende weist auf eine bessere mechanische Leistung bei niedrigen Temperaturen hin (-40 °F im Fall eines E7018-1).

Bei der Auswahl der richtigen Stabelektrode müssen Sie neben den Kosten und den Vorlieben noch viele weitere Faktoren berücksichtigen. Sie müssen außerdem die Art des Grundmetalls, das Sie schweißen, den Zustand dieses Metalls, die Art des Schweißvorgangs und die verfügbare Stromquelle berücksichtigen.

Wenn Sie wissen, wie jede dieser drei Stabelektroden funktioniert und wo sie sich auszeichnen, wird Ihnen die Entscheidung letztendlich leichter fallen. Und denken Sie daran, dass nicht alle Stabelektroden nach strengen Standards hergestellt werden, Sie sollten also auch auf die Qualität achten. Es ist möglich, ein leistungsstarkes Verbrauchsmaterial einer bekannten Marke zu einem Preis zu erwerben, der Ihr Budget nicht sprengt.