Schweißdrahtauswahl leicht gemacht: Expertentipps

Sie wissen sicher alle, dass Schweißdrähte ein wesentlicher Bestandteil des elektrischen Schweißens sind.

Sobald die Schweißdrähte angeschlossen sind, kann die Schweißzange ihre Arbeit aufnehmen.

Aber wissen Sie, welches Modell von Schweißdrähten Sie verwenden?

Die Verwendung von Schweißdrähten ist sehr spezifisch.

Die unsachgemäße Verwendung von Schweißdrähten kann die Festigkeit der Schweißung beeinträchtigen, so dass sie mit einem geeigneten Material nachgeschweißt werden muss.

Bei großen Werkstücken kann eine falsche Verwendung von Schweißdrähten zu Rissen an der Schweißstelle führen, die eine Gefahr für Leben und Eigentum darstellen.

Daher ist es wichtig, die Zusammensetzung der Elektrode zu kennen.

  • Ende Klemmen
  • Elektrodenumhüllung
  • Kern schweißen
  • Arc Striking Ende

Die Elektrode ist mit einem speziellen Material beschichtet, dem sogenannten Elektrodenüberzug.

Diese Art von Elektrode, die als abgeschirmt bezeichnet wird Metallbogen Schweißelektrode, besteht aus zwei Teilen: der Umhüllung und dem Schweißkern.

Der Metalldraht, der von der Umhüllung der Elektrode bedeckt ist, wird als Schweißkern bezeichnet.

Der Schweißkern besteht in der Regel aus Stahl und hat eine bestimmte Länge und einen bestimmten Durchmesser.

Funktion des Schweißkerns

Der Schweißkern erfüllt zwei Hauptfunktionen:

  • Er leitet den Schweißstrom und erzeugt einen Lichtbogen, der die elektrische Energie in Wärmeenergie umwandelt.
  • Der Schweißkern selbst schmilzt und wird zum Schweißzusatz, der mit dem flüssigen Grundwerkstoff verschmilzt und die Schweißnaht bildet.

Beim Schweißen mit Elektroden stammt ein Teil des Schweißguts aus dem Kernmetall.

Die chemische Zusammensetzung des Schweißkerns hat daher einen erheblichen Einfluss auf die Qualität der Schweißnaht.

Aus diesem Grund muss der als Schweißkern verwendete Stahldraht eine bestimmte Marke und Zusammensetzung aufweisen.

Wenn andere Schmelzschweißverfahren, wie Unterpulverschweißen, automatisches Schweißen, Elektroschlackeschweißen, Schutzgasschweißenoder Gasschweißen als Schweißzusatzwerkstoff verwendet werden, werden sie als Schweißdrähte bezeichnet.

Weiterführende Lektüre: Arten des Schweißens

Die Elektrodenumhüllung ist die Schicht, die auf die Oberfläche des Schweißkerns aufgetragen wird.

Während der SchweißverfahrenDie Beschichtung zersetzt sich und schmilzt, wobei Gase und Schlacke entstehen, die einen mechanischen Schutz, eine metallurgische Behandlung und eine verbesserte Prozessleistung bieten.

Die Zusammensetzung der Beschichtung umfasst Mineralien (z. B. Marmor und Flussspat), Ferrolegierungen und Metallpulver (z. B. Ferromangan und Ferrotitan), organische Stoffe (z. B. Holzmehl und Stärke) und chemische Produkte (z. B. Titan Dioxid und Natriumsilikat).

Die Qualität der Elektrodenumhüllung ist ein entscheidender Faktor für die Qualität der Schweißnaht.

Rolle im Schweißprozess:

1. Verbesserung der Stabilität der Lichtbogenverbrennung

Eine kahle SchweißdrahtOhne Beschichtung ist es schwierig, einen Lichtbogen zu zünden.

Selbst wenn ein Lichtbogen entsteht, brennt er nicht gleichmäßig.

2. Schweißbad schützen

Während des Schweißvorgangs kann das Eindringen von Sauerstoff, Stickstoff und Wasserdampf aus der Luft in die Schweißnaht negative Auswirkungen auf die Schweißnaht haben.

Dies kann zur Bildung von Poren und einer Verschlechterung der mechanischen Eigenschaften bis hin zur Rissbildung führen.

Wenn jedoch die Elektrodenumhüllung während des Schweißens geschmolzen wird, bedeckt die große Menge des erzeugten Gases den Lichtbogen und das Schmelzbad, wodurch die Wechselwirkung zwischen dem geschmolzenen Metall und der Luft verringert wird.

Nach dem Abkühlen bildet die geschmolzene Beschichtung eine Schlackenschicht auf der Schweißoberfläche, die das Schweißgut schützt, den Abkühlungsprozess verlangsamt und das Risiko von Lufteinschlüssen verringert.

3. Desoxidation und Entfernung von Schwefel, Phosphor und Verunreinigungen der Schweißnähte sicherstellen

Trotz der Schutzmaßnahmen während des Schweißvorgangs gelangt zwangsläufig eine geringe Menge Sauerstoff in das Schmelzbad. Dies kann zur Oxidation des Metalls führen und LegierungselementeVerbrennung der Legierungselemente und verminderte Schweißqualität.

Um dem entgegenzuwirken, werden der Elektrodenbeschichtung Reduktionsmittel wie Mangan, Silizium, Titan und Aluminium zugesetzt, um die im Schmelzbad vorhandenen Oxide zu reduzieren.

4. Ergänzende Legierungselemente für Schweißnähte

Die hohe Temperatur des Lichtbogens kann zum Verdampfen und Verbrennen der Legierungselemente im Schweißgut führen, wodurch sich dessen mechanische Eigenschaften verringern.

Um diesen Verlust auszugleichen, müssen der Schweißnaht durch die Beschichtung geeignete Legierungselemente zugefügt werden, um die mechanischen Eigenschaften der Schweißnaht zu erhalten oder zu verbessern.

Zum Schweißen bestimmter Arten von legierten StählenBei der Herstellung von Schweißnähten ist es außerdem notwendig, die Legierung durch die Beschichtung in die Schweißnaht einzubringen, so dass die Zusammensetzung des Schweißguts der des Grundmetalls ähnelt und seine mechanischen Eigenschaften denen des Grundmetalls entsprechen oder diese sogar übertreffen.

5. Verbessern Sie die Schweißproduktivität und reduzieren Sie Spritzer

Die Elektrodenbeschichtung hat den zusätzlichen Vorteil, dass sie die Tröpfchenbildung erhöht und Spritzer reduziert.

Der Schmelzpunkt der Elektrodenumhüllung ist etwas niedriger als der des Kerns, aber da sich der Kern in der Mitte des Lichtbogens befindet und eine hohe Temperatur hat, schmilzt er zuerst, gefolgt von der Umhüllung.

Dies führt zu einem geringeren Metallverlust durch Spritzer, einem verbesserten Abschmelzkoeffizienten und einer höheren Schweißproduktivität.

Bisher haben wir über die Zusammensetzung von Schweißdrähten gesprochen. Bei der Auswahl eines Schweißdrahtes ist es wichtig zu wissen, dass es verschiedene Arten von Schweißdrähten gibt.

Nehmen wir zum Beispiel eine J422-Elektrode.

Siehst du die Nummer auf der Zeichnung?

Der Schweißdraht J422 ist eine allgemeine Bezeichnung, die der internationalen Norm E4303 entspricht.

Es handelt sich um einen sauren Schweißdraht mit einer Titan-Kalzium-Beschichtung.

Das "J" in J422 steht für eine strukturelle Stahlschweißen und "42" steht für die Zugfestigkeit des Schweißguts, die 42 kg/mm2 beträgt.

Der internationale Standardgrad E4303 kann wie folgt erklärt werden:

  • E - Elektrode
  • 43 - Die Zugfestigkeit des abgeschiedenen Metalls beträgt nicht weniger als 430 MPa.
  • 0 - Es bedeutet, dass die Schweißposition der Elektrode gerade ist ("0" und "1" sind für alle Schweißpositionen geeignet, "2" ist geeignet für Flachschweißen und flache Kehlnahtschweißung, und "4" sind für das vertikale Schweißen nach unten geeignet).
  • 3 - Die Kombination aus der dritten und vierten Ziffer steht für die Art des Schweißstroms und der Beschichtung

Vereinfacht ausgedrückt, entspricht der in China verwendete Schweißdraht J422 dem international verwendeten Schweißdraht E4303.

Nehmen wir ein paar Modelle als Beispiel.

Modell- und Markenvergleich von gängigen Schweißdrähten

ModellMarkeModellMarke
E4303J422E5003T502
E4316J426E5015J507
E5016J506E6016T606
E6015J607E70153707

Im Folgenden finden Sie eine kurze Zusammenfassung der allgemeinen Auswahlkriterien:

Die Markennamen der gebräuchlichen Schweißdrähte werden von den Herstellern oder der Industrie festgelegt, und die Modelle sind international weithin anerkannt, wobei es eine große Vielfalt an Typen gibt.

Es gibt etwa 300 verschiedene Arten von Schweißdrähten.

Innerhalb desselben Typs werden die verschiedenen Modelle aufgrund ihrer einzigartigen Eigenschaften kategorisiert.

Ein bestimmter Typ von Schweißdraht kann eine oder mehrere Varianten haben.

Es ist üblich, dass Schweißdrähte desselben Typs bei verschiedenen Schweißdrähten unterschiedliche Markennamen tragen.

Zu den gängigen Schweißdrähten gehören hauptsächlich:

(1) Für Konstruktionsteile aus kohlenstoffarmen Stählen werden in der Regel Titan-Kalzium-Schweißdrähte des Typs E4303 (J422) oder E5023 (J502) verwendet.

(2) Für wichtige Strukturteile mit hohen Anforderungen an Plastizität, Zähigkeit und Rissbeständigkeit sollten wasserstoffarme E4315 (J427) oder E5015 (J507) Schweißdrähte verwendet werden.

Bei Verwendung eines Wechselstrom-Schweißgeräts können AC- und DC-Schweißdrähte mit niedrigem Wasserstoffgehalt E4316 (J426) oder E5016 (J506) gewählt werden.

(3) Für dünne Blechteile, die eine schöne und glatte Schweißnahtoberfläche erfordern, werden Schweißdrähte aus Titan E4313 (J421) bevorzugt.

(4) Beim Schweißen von Bauteilen, bei denen Öl, Rost und andere Verschmutzungen nicht entfernt werden können und die ein tiefes Eindringen erfordern, wird Eisenoxid E4320 (J424) als Schweißdraht empfohlen.

(5) Für Bauteile mit vielen senkrechten Schweißnähten können, wenn die Bedingungen es zulassen, spezielle Schweißelektroden für das senkrechte Abwärtsschweißen, wie z. B. E4300 (J420)-Schweißdrähte, gewählt werden.

Dies sind einige der gebräuchlichen Schweißdrähte, die nach ihrem Verwendungszweck unterschieden werden.

Der Durchmesser des Schweißdrahtes richtet sich nach der Dicke der Schweißnaht und wird im Allgemeinen in 2, 2,5, 3,2, 4, 5, 6 mm und andere Größen für den Kern unterteilt.

Die gebräuchlichsten Größen sind 2,5, 3,2 und 4 mm.

Der ungefähre Durchmesser und der Schweißstrom sind wie folgt:

Durchmesser der Schweißdrähte
(mm)
Schweißstrom (A)
1.625-40
240~65
2.550~80
3.2100~130
4160~210
5200~270
6260~500

Das Verfahren zur Auswahl des Elektrodendurchmessers in Abhängigkeit von der Dicke des Schweißstücks ist wie folgt:

(1) Wenn die Dicke der Schweißnaht kleiner oder gleich 4 mm ist, sollte der Durchmesser der ausgewählten Elektrode die Dicke der Schweißnaht nicht überschreiten.

(2) Bei Schweißstücken mit einer Dicke von 4 mm bis 12 mm sollte der Durchmesser der Elektrode zwischen 3 mm und 4 mm liegen.

(3) Wenn die Dicke der Schweißnaht mehr als 12 mm beträgt, sollte der Durchmesser des Schweißdrahtes mindestens 4 mm betragen.

Ein Beispiel: Baustahl wird mit "J XXX" bezeichnet, wobei "J" für eine Struktur steht. Stahlschweißen Stab und die dritte Zahl steht für die Beschichtungsart und die Schweißstromanforderungen. Die erste und zweite Zahl geben die Zugfestigkeit des Schweißguts an.

J507

  • J steht für Baustahlelektrode;
  • 50 bedeutet, dass die Zugkraft Festigkeit der Schweißnaht Metall ist nicht weniger als 490MPa;
  • 7 steht für eine wasserstoffarme Elektrodenbeschichtung, DC.

Der Typ des Schweißdrahtes wird auf der Grundlage der einschlägigen nationalen und internationalen Normen bestimmt. Bei Baustahl kennzeichnet der Buchstabe "E" den Schweißdraht. Die erste und zweite Ziffer geben die Mindestzugfestigkeit des aufgetragenen Metalls an, während die dritte Ziffer die Schweißposition der Elektrode angibt. Die dritte und vierte Ziffer geben die Art des Schweißstroms und der verwendeten Beschichtung an.

E4315:

  • E: Geben Sie den Schweißdraht an;
  • 43: Mindestwert der Zugfestigkeit des abgeschiedenen Metalls;
  • 1: Zeigt das Schweißen in Probe- und Vollposition an;
  • 5: Zeigt an, dass die Elektrodenbeschichtung vom Typ Natrium mit niedrigem Wasserstoffgehalt ist, und dass eine Gleichstrom-Umkehrschaltung möglich ist;

Zu den gängigen Baustahlelektroden gehören J421, J422, J423, J424, J506 und J507. Die Schweißdrähte der Serie E43 können zum Beispiel zum Schweißen von kohlenstoffarmen Stählen wie 20Mn und Q235 oder Stähle mit einer Zugfestigkeit von etwa 400MPa. Die Schweißdrähte der Serie E50 können zum Schweißen von 16Mn, 16Mng und anderen Stählen mit einer Zugfestigkeit von 500MPa verwendet werden (1MPa entspricht ungefähr einer Kraft von 10kg).

Hier ist ein Beispiel.

Nehmen wir nun Q235 als Beispiel und diskutieren wir, wie man einen 5 mm dick Stahl. (Hinweis: Die Antworten auf die folgenden Fragen sind im Artikel zu finden).

Q235 ist ein kohlenstoffarmer Stahl mit einem Streckgrenze von 235 Mpa und eine Zugfestigkeit von 370-500 Mpa.

Für dieses Material können wir Schweißdrähte der Serie E43 wählen. Da die Anforderungen an das Werkstück nicht hoch sind, können wir E430 oder E431 für das Schweißen in allen Lagen verwenden.

Außerdem wird kohlenstoffarmer Stahl durch 3 Titan-Kalzium-Beschichtungen symbolisiert.

Für 5 mm dicke Materialien beträgt der empfohlene Elektrodendurchmesser 3,2 mm.

Für Schweißdrähte mit einem Durchmesser von 3,2 mm beträgt der empfohlene Strom 100-130 A.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass wir für das Schweißen von 5 mm dickem Q235-Stahl E4303-Schweißdrähte mit einem Durchmesser von 3,2 mm und einer Stromstärke von etwa 110 A verwenden sollten.

Der Einfachheit halber habe ich ein einfaches Formular zur Verfügung gestellt, dem Sie folgen können, wenn Sie die oben dargestellten Informationen verstanden haben.

Schweißen zwischen den gleichen metallische Werkstoffe

Stahlsorte Garde Modell Bemerkungen
Q235,10,20 J422 E4303 J422 wird für allgemeine Strukturen mit komplexer Form und großer Steifigkeit verwendet.
J426 E4316 J426 und J427 werden für dicke Schweißnähte verwendet;
J427 E4315 J426 und J427 werden für Q235-C und Q235D verwendet.
20R; 20g J426 E4316  
J427 E4315
16MnR J502 E5003 Im Allgemeinen werden die ersten drei Typen von Schweißdrähten gewählt. Wenn die Anforderungen an die Zähigkeit der Schweißnaht hoch sind, können die letzten beiden Typen von Schweißdrähten gewählt werden.
J506 E5016
J507 E5015
J506R E5016-G
J507R E5015-G
15MnVR J506R E5016-G Bei großen Blechdicken können die ersten beiden Schweißdrähte gewählt werden.
J507R E5015-G
J556 E5516-G
J557 E5515-G
15MnVNR J556 E5516-G Im Allgemeinen werden die ersten drei Typen von Schweißdrähten gewählt. Wenn die strukturelle Steifigkeit gering und die Anforderungen an die Festigkeit hoch sind, können die letzten beiden Arten von Schweißdrähten gewählt werden.
J557 E5515-G
J557MoV E5515-G
J606 E6016-D1
J607 E6015-D1
18MnMoNbR J606 E6016-D1 Große starre Grobblech Struktur kann mit ultraniedrigem Gas und Schweißdraht mit hoher Zähigkeit oder Schweißdraht mit Ni verwendet werden;
J607 E6015-D1 Vorwärmen 150~250 ℃ vor dem Schweißen, und führen 250~350 ℃ Nachwärmebehandlung unmittelbar nach dem Schweißen oder wenn das Schweißen unterbrochen wird, und führen Spannungsarmglühen nach dem Schweißen.
J606RH E6016-G  
J607RH E6015-G  
J607Ni E6015-G  
13MnNiMoNbR J606 E6016-D1 Vor dem Schweißen 150~200 ℃ vorwärmen und nach dem Schweißen eine Stickstoffeliminierung bei 350~400 ℃ durchführen.
J607 E6015-D1
J607Ni E6015-G
07MnCrMoVR J606RH E6016-G  
J607RH E6015-G
15CrMoR
14CrMoR
R302 E5503-B2 Vorwärmen 160~200 ℃ vor dem Schweißen, und führen 675~705 ℃ Anlassen Behandlung nach dem Schweißen.
R307 E5515-B2 R302 wird hauptsächlich für das Deckschweißen verwendet.
12Cr1MoV R312 E5503-B2-V Vorwärmen 250~300 ℃ vor dem Schweißen, und führen 715~745 ℃ Anlassen Behandlung nach dem Schweißen.
R317 E5515-B2-V R312 wird hauptsächlich für das Deckschweißen verwendet.
12Cr2Mo1 R402 E6000-B3 Vorwärmen 160~200 ℃ vor dem Schweißen, und 675~705 ℃ Anlassen Behandlung nach dem Schweißen.
R407 E6015-B3 R402 wird hauptsächlich für das Deckschweißen verwendet.
16MnDR J506RH E5016-G Das Anlassen bei 600~650 ℃ nach dem Schweißen kann die Sprödbruchneigung von Schweißprodukten aus Niedrigtemperaturstahl durch Beseitigung der Schweißspannung verringern.
J507RH E5015-G
J507NiTiB E5015-G
W507 E5015-G
15MnNiDR
09MnNiDR
W607 E5015-G
W607H E5515-C1
09Mn2VDR
09MnTiCuReDR
W707 E5015-G
W707Ni E5515-C1
OCr18Ni9 A102 E308-16  
A102A E308-17
A107 E308-15
00Cr19nl10
0Cr18Ni10Ti
0Cr18Ni11Nb
1Cr18Ni9Ti
A002 E308L-16  
A002A E308L-17
A002Mo E308MoL-16
A132 E347-16
A132A E347-17
A137 E347-15
0Cr17Ni12Mo2 A202 E316-16  
A207 E316-15
A212 E318-16
0Cr19Ni13Mo3 A242 E317-16  
0Cr18Ni12Mo2Ti A212 E318-16  
00Cr17Ni14Mo2 A002 E316L-16  
A022L
00Cr19Ni13Mo3 A032 E317MoCuL-16  
00Cr18Ni5Mo3Si2 A022Si E316L-16  
0Cr13
0Cr13A1
G202 E410-16 Wenn die ersten drei Arten von Schweißdrähten verwendet werden, muss die Schweißnaht bei einer Temperatur von über 300 °C vorgewärmt und nach dem Schweißen bei 700 °C angelassen und langsam abgekühlt werden.
G207 E410-15
G217 E410-15
A107 E308-15
A207 E316-15
A407 E310-15

Schweißdrähte werden für das Schweißen verschiedener Stahlsorten empfohlen

Gemeinsame Stahlsorte Klasse Modell
Q235-A+16Mn J422 E4303
20, 20R+16Mn, 16MnRC J427 J507 E4315 E5015
Q235-A+18MnMoNbR J427 J507 E4315 E5015
16MnR+18MnMoNbR J507 E5015
Q235A+15CrMo J427 E4315
16MnR+15CrMo,20,
20R, 16Mn+12Cr1MoV
J507 E5015
Q235A+OCr18Ni10Ti
20R+0Cr18Ni10Ti
16MnR+0Cr18Ni10T
A302 A307 A062 E309-16
E309-15
E309L-16
Q235A+0Cr17Ni12Mo2
20R+0Cr17Ni12Mo2
16MnR+0Cr17Ni12Mo2
A312 A317 A042 E309M0-16
E309M0-15
E309MoL-16
Q235A, 20R,16MnR+00Cr17Ni14Mo2 A312 A317 A042 E309M0-16
E309M0-15
E309MoE-16
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Shane
Autor

Shane

Gründerin von MachineMFG

Als Gründer von MachineMFG habe ich mehr als ein Jahrzehnt meiner Karriere der metallverarbeitenden Industrie gewidmet. Meine umfangreiche Erfahrung hat es mir ermöglicht, ein Experte auf den Gebieten der Blechverarbeitung, der maschinellen Bearbeitung, des Maschinenbaus und der Werkzeugmaschinen für Metalle zu werden. Ich denke, lese und schreibe ständig über diese Themen und bin stets bestrebt, in meinem Bereich an vorderster Front zu bleiben. Lassen Sie mein Wissen und meine Erfahrung zu einem Gewinn für Ihr Unternehmen werden.

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