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Einsatz von Fülldrahtelektroden

Lichtbogenschweißen mit Schutzgas

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Einsatz von FülldrahtelektrodenGliederung

• Einteilung der Elektroden

• Einsatzmöglichkeiten der verschiedenen Typen

• Handhabung

• Wirtschaftlichkeit

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Was ist eine Fülldrahtelektrode (FDE)?

StabelektrodeFülldraht

Kernstab Füllpulver

SchlackeLichtbogenstabilisatoren

LegierungselementeMetallpulver

MikrolegierungenGasbildner

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Einteilung der Elektroden

• Einteilung der FDE nach ihrer Charakteristik

Füllungsarten

Mit Schlacke

Rutil Basisch Metallpulver

Ohne Schlacke

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Einteilung der Elektroden• Normung• EN 758

unlegierten Stählen und Feinkornstählen• EN 17634

warmfesten Stählen• EN 12536

hochfesten Stählen• EN 17633

Nichtrostenden und hitzebest. Stählen

Weltweit 400.000tEuropa 10%Asien 63%NAFTA 27%

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Einteilung der Elektroden

EN 758 T 46 4 P M / 1 H5 Normbez. Fülldraht

Mindest-streckgrenze

Kerbschlag-arbeit Legierungs-

typ Schlacke

Schutzgas Schw.Pos.

H2

Leg.- chem. Zusam.typ Mn Mo Ni--- 2.0 --- ---Mo 1,4 0,3-0,6 ---MnMo 1,4-2,0 0,3-0,6 ---1Ni 1,4 --- 0,6-1,22Ni 1,4 --- 1,8-2,6

3Ni 1,4 --- 0,6-1,2

Mn1Ni 1,4-2,0 --- 0,6-1,21NiMo 1,4 0,3-0,6 0,6-1,2 Z jede andere Analyse

Kenn- Min. 47Jziffer ° C

Z keine Anf.A +200 02 -203 -304 -405 -506 -60

Kenn- Rm Rp0,2 Zziffer [N/mm²] [N/mm²] [%]

35 440-570 355 2238 470-600 380 2042 500-640 420 2046 530-680 460 2050 560-720 500 18

R : Rutil, standardP : Rutil, schnell erstarrendB : Basisch M : MetallpulverV : R oder B/FluoridW : B/Fluorid, standardY : B/Fluorid, schnell erstarrend S : andere Typen

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Einteilung der Elektroden• Querschnittsform

Nahtlos

Formgeschlossenen

Marktanteil 11% vom Weltmarkt

Marktanteil 89% vom Weltmarkt

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Einteilung der Elektroden• Vorteile der nahtlosen Form

– absolut unempfindlich gegen Feuchtigkeitsaufnahme, HD < 5ml/100g

– kein Rücktrocknen auch nach langer Lagerung

– verkupferte Oberfläche - daher besserer Stromübergang

– gute Formstabilität- keine Drahtförderprobleme

– keine Torsionsspannungen, drallfrei, stabil brennender Lichtbogen

– wenig Kontaktrohr-Verschleiß

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Einsatzmöglichkeiten der verschiedenen Typen

• Rutilfülldrähte

Rutiltypen

„Schwarze“ Werkstoffe

RutilSchnell erstarrende

Schlacke

„Weiße“ Werkstoffe

RutilSchnell erstarrende

Schlacke

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Rutiltypen• Arbeitstechnik

– Kehlnaht

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Rutiltypen• Arbeitstechnik

– Stumpfnaht


Rutiltypen• Arbeitstechnik schnell erstarrende

Schlacke

Kehlnähte

Schweißen auch ohne Pendeln möglich

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Rutiltypen

• Arbeitstechnik schnellerstarrende Schlacke

• V-Naht mit Wurzel aufKeramikunterlage

Wurzelraupen Füll-und Decklagen


Rutiltypen

• Vorteile– Glatte Nahtoberfläche– Spritzerarm unter CO2

– Wurzelschweißbarkeit auf keramischer Badsicherung

– Mikrolegierungselemente

253035404550556065

Ohne WB 600°C/ 3h 600°C/ 6,5h

Av

[J]

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Rutiltypen

• Vorteile– Glatte Nahtoberfläche– Spritzerarm unter CO2

– Wurzelschweißbarkeit auf keramischer Badsicherung

– Mikrolegierungselemente– Feintropfiger, spritzerarmer, intensiver

Sprühlichtbogen


Rutiltypen

• Zusätzliche Vorteile bei schnell erstarrende Schlacke– Gute Stützwirkung durch schnell

erstarrende Rutilschlacke (P-Type), dadurch bedingt die Möglichkeit der Verwendung höherer Stromstärken bei Positionsschweißungen

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Rutiltypen• Kehlnaht, Pos. PF a=6; Schweißnahtlänge nach 1min

1,2mm FD 1,0mm Massiv 3,2mm Stabelektrode Thermanit 316L-PW 1.4430


Rutiltypen

t < 12 mm 160 ± 10 22 ± 1 5,1t > 12 mm 1 200 ± 20 23 ± 2 6,7

1 160 ± 10 22 ± 1 5,12-n 230 ± 10 26 ± 1 8,4

mehr-lagig

PF-PositionSteigposition

ein-lagig

1,2mm FD 1,0mm Massiv 3,2mm StabelektrodeThermanit 316L-PW Qualität 316

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Rutiltypen


RutiltypenVorteile bei „weißen“ Werkstoffe

– Weniger „schwarze“ Flecken auf der Oberfläche

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RutiltypenSchweißzusatzwerkstoffe

1.4316 Cr19 Ni91.4430 Cr19 Ni12 Mo31.4576 Cr22 Ni121.4462 Cr22 Ni9 Mo31.4332 Cr23 Ni12 1.4370 Cr18 Ni8 Mn61.4337 Cr29 Ni9

Rutil und PW


Basische Typen

• Vorteile– Hohe Zähigkeit– Verminderte Rissanfälligkeit– Hohe Sicherheit gegen Heißrissen– Metallurgisch reines Schweißgut– schweißkritische Verbindungen sowie

Pufferlagen an Hochgekohlten Werkstoffen

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Basische Typen• Arbeitstechnik

– Kehlnaht

– Stumpfnaht


Metallpulvertypen• Vorteile

– Im Kurzlichtbogenbereich weniger Spritzer als Massivdraht

– Breiter stabiler Lichtbogen– Wurzelschweißen– Sprühlichtbogen beginnt bei geringeren

Stromstärken als bei Massivdrähten– Lagenüberschweißbarkeit– Exzellente Wiederzündeigenschaften

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Metallpulvertypen

• Schweißzusatzwerkstoffe bis– Streckgrenze >950 N/mm² (S960)– Kerbschlagzähigkeit 60J bei -40°C


Metallpulvertypen• Arbeitstechnik

– Kehlnaht

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Metallpulvertypen• Arbeitstechnik

– Stumpfnaht


Praktische Tipps

• Drahtvorschubgeräte mit glatten V- förmiger Nut und flachen Antriebsrollen

• Gerändelte Antriebsrollen nur in Ausnahmefällen

• Vernünftige Drahtführung

• Vernünftige Vorspannkraft

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Praktische Tipps

• Geschweißt wird mit Gleichstrom Pluspol!Nur die basischen Fülldrähte sind teilweise für Minuspol konzipiert.

• Das freie Drahtende beträgt beim Sprühlichtbogen 15 - 25 mm.


Praktische Tipps• Bindefehleranfälligkeit (nach Killing)

BindefehlerVergleich von Zusatzwerkstoffen

02468

10121416

MP Rutil Basisch Massiv

Bin

defe

hl.[

mm

]

v=10cm/min

v=15cm/min

v=20cm/min

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Wirtschaftlichkeit• Kostenaufteilung

80%

15%

3%2%

0

10

20

30

40

50

60

70

80

Lohn Draht Gas Strom

Quelle: ISAF

Kostenreduzierung wir primär durch die Personalkosten bestimmt

-> schneller Schweißen, weniger Nebenzeiten


Wirtschaftlichkeit• Pos. PF Fülldraht Massivdraht

1,2mm; P-Type 1,2mmLohnkosten incl. Nebenkosten [€/h] 40 40

Drahtvorschub [m/min] 8,5 3,5Einschaltdauer (Zusätzl.Nebenarbeit) [%] 100 100Ausbringung [%] 80 95Abschmelzleistung [kg/h] 3,6 1,8

Preis Schweißzusatz [€/kg] 2,5*MA 1,00SZW-Kosten [€/kg] 3,13*MA 1,05

Preis Schutzgas [€/m³] 5,00 5,00Schutzgasdurchsatz [l/min] 15 15Schutzgasverbrauch [l/kg] 248 507Gaskosten [€/kg] 1,24 2,53

Fertigungskosten [€/kg] 11,02 22,53

Gesamtkosten [€/kg] 12,25+3,13*MA 25,06+1,05*MA

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Wirtschaftlichkeit

• Nebenzeiten– Entfernen von Spritzern

– Entfernen von Belägen

– Reparaturquote


Zusammenfassung

• Bei speziellen Anwendungen sind Fülldrähte kostengünstiger z. Bsp. Nebenzeiten reduzieren,

wegen Spritzerbildung, Reparaturquote,Zwischenreinigung

• In Zwangslagen (Pos. PF, PC, PD, PE) sind Fülldrähte mit schnell erstarrender Schlacke (fast) immer im Vorteil-> höhere Abschmelzleistung

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Dies würde mit Fülldraht besser ! (?)


Vielen Dank für Ihr Interesse!

Für weitere Fragen stehen wir Ihnen gerne zur Verfügung.

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