Das Fülldrahtschweißen ist ein halbautomatisches Lichtbogenschweißverfahren, das dem Metall-Aktivgasschweißen (MAG) ähnlich ist. Es verwendet eine mit Flussmittel gefüllte röhrchenförmige Drahtelektrode mit kontinuierlichem Drahtvorschub, eine Konstantspannungs-Schweißstromversorgung und eine ähnliche Ausrüstung wie das MAG-Schweißen.
Das Verfahren wurde erstmals in den 1950er Jahren als Alternative zum E-Handschweißen mit umhüllten Stabelektroden entwickelt, das auch als Elektrodenschweißen oder Lichtbogenhandschweißen bezeichnet wird. Fülldrahtschweißen überwindet viele der mit dem E-Handschweißen verbundenen Einschränkungen, da es eine kontinuierlich zugeführte Drahtelektrode verwendet.
Beim Fülldrahtschweißen wird normalerweise ein Schutzgas verwendet, das dem beim MAG-Schweißen ähnlich ist, aber es kann auch ohne Schutzgas durchgeführt werden. Es führt zu einer höheren Produktivität als das MAG-Schweißen.
Wie funktioniert das Fülldrahtschweißen?
Beim Fülldrahtschweißen wird die von einem elektrischen Lichtbogen erzeugte Wärme genutzt, um den Grundwerkstoff im Bereich der Schweißverbindung zu schmelzen. Der Lichtbogen wird zwischen dem metallischen Werkstück und dem kontinuierlich zugeführten röhrchenförmigen Fülldraht gezündet, wobei sowohl der Draht als auch das metallische Werkstück zur Bildung einer Schweißverbindung miteinander verschmelzen. Dies ähnelt dem MAG-Schweißen, mit der Ausnahme, dass beim Fülldrahtschweißen anstelle einer massiven Metallelektrode eine hohle, röhrchenförmige, mit Flussmittel gefüllte Elektrode verwendet wird.
Der Fülldrahtschweißprozess kann je nach Schutzverfahren in zwei Arten unterteilt werden: eine, die ein äußeres Schutzgas verwendet, und die andere, die sich zum Schutz des Schweißbereichs ausschließlich auf den Flussmittelkern des Zusatzdrahtes verlässt.
Wenn Schutzgas verwendet wird, schützt es das Schweißbad vor Oxidation. Es wird normalerweise aus einer Hochdruckgasflasche durch einen Druckminderer und den Brenner zugeführt. Das Schweißgut wird außerdem durch die Schlackenbildung des schmelzenden Flussmittels geschützt. Daher wird das Verfahren auf Englisch umgangssprachlich gelegentlich als „dual shield welding“ bezeichnet. Die am häufigsten verwendeten Schutzgase sind Kohlendioxid oder Gemische aus Argon und Kohlendioxid. Die am häufigsten verwendete Gasmischung besteht aus 75 % Argon und 25 % Kohlendioxid.
Fülldrahtschweißen wurde in erster Linie für das Schweißen von Baustählen entwickelt wird vor allem zum Schweißen dickerer Materialien oder für das Schweißen in Zwangslagen eingesetzt. Wenn das Fülldrahtschweißen mit denselben Einstellungen wie das MAG- oder E-Hand-Schweißen verwendet wird, liefert es Schweißnähte mit gleichmäßigeren mechanischen Eigenschaften und mit weniger Fehlern als das MAG- oder E-Hand-Schweißen. Die kontinuierlich zugeführte Rohrelektrode ermöglicht dabei höhere Abschmelzleistungen und dadurch höhere Produktionsraten als der Massivdraht oder die Stabelektrode. Allerdings ist das Schutzgas-Fülldrahtschweißverfahren unter Umständen nicht für den Einsatz unter windigen Bedingungen geeignet, da die Störung des Schutzgases zu verringerten Schweißguteigenschaften führen kann.
Die zweite Version dieses Verfahrens verwendet kein externes Schutzgas, sondern stützt sich allein auf den Schutz, den das Flussmittel in der aufschmelzenden Fülldrahtelektrode bietet. Die Fülldrahteinlage enthält schlackenbildende Flussmittel und Materialien, die bei der Verbrennung durch die Hitze des Schweißlichtbogens Schutzgase erzeugen. Das verdampfende Flussmittel bildet einen Gasschutz und außerdem eine Schlacke, die das geschmolzene Metall in der Schweißnaht bedeckt und schützt. Durch das Flussmittel kann dieses Verfahren auch bei Wind problemlos im Freien eingesetzt werden, ohne dass ein externes Schutzgas erforderlich ist. Dadurch ist das Verfahren extrem portabel und für Schweißanwendungen im Freien geeignet.
Welche Metalle können mit Fülldraht geschweißt werden?
Das Lichtbogenschweißen mit Fülldraht funktioniert gut mit den meisten Kohlenstoffstählen, Gusseisen, rostfreiem Stahl und Puffer- oder Auftragschweißlegierungen.
Nichteisenhaltige Metalle, wie z.B. Aluminium und exotische Legierungen, können jedoch nicht mit dieser Schweißtechnik geschweißt werden.
Lesen Sie unsere deutschsprachige FAQ zum Schweißen von Aluminium für genauere Informationen.
Was sind die Vorteile?
Das Fülldrahtschweißverfahren bietet mehrere Vorteile gegenüber anderen Verfahren: Es ist dem MAG-Schweißen sowohl für den Einsatz im Freien als auch für das Fügen dickerer Materialien vorzuziehen. Die integrierte Abschirmung durch den Schweißzusatzdraht kann selbst starken Windstößen standhalten, und wenn die Verfahrensvariante ohne externes Schutzgas verwendet wird, sind die Fülldrahtschweißmaschinen leicht tragbar und bequem zu bedienen. Dieses Schweißverfahren bietet auch mehr Flexibilität bei der Legierungszusammensetzung als das MAG-Schweißen. Es bietet höhere Drahtauftragsraten und eine verbesserte Lichtbogenstabilität, was Hochgeschwindigkeitsanwendungen ermöglicht, ohne die gute Schweißqualität negativ zu beeinflussen.
Das Lichtbogenschweißen mit Fülldraht kann in allen Schweißpositionen eingesetzt werden und erfordert weniger Handfertigkeit des Schweißers als MAG- oder E-Handschweißen. Es erfordert auch weniger Vorreinigung der Metalle als andere Verfahren. Die Wahrscheinlichkeit von Porosität ist ebenfalls sehr gering, wenn Fülldrahtschweißen korrekt angewendet wird.
Was sind die Nachteile/Einschränkungen?
Das Verfahren hat im Vergleich zu anderen Schweißverfahren nur wenige Nachteile, z.B. die Erzeugung von gesundheitsschädlichem Rauch, der die Sicht auf das Schweißbad erschweren kann. Beim Fülldrahtschweißen entsteht mehr Rauch als beim MAG- oder E-Handschweißen oder anderen Verfahren.
Porosität kann auch ein Problem sein, wenn die Gase nicht aus der Schmelze entweichen können, bevor das Schweißgut erstarrt ist.
Fülldrahtlektroden erfordern im Vergleich zu Massivdrahtelektroden bessere Handhabungs- und Lagerungsverfahren. Aufgrund der röhrchenförmigen Beschaffenheit kann das Zusatzmaterial manchmal teurer sein als massive Drähte.
Um die erforderlichen mechanischen Eigenschaften zu gewährleisten, muss das richtige Zusatzmetall gewählt werden. Außerdem muss eine gleichmäßige Drahtförderung gewährleistet sein, um Probleme zu vermeiden.
Ein weiterer Nachteil ist die Schlackenbildung, die vor dem Auftragen jeder weiteren Lage oder einer Lackierung entfernt werden muss. Schließlich ist Fülldrahtschweißen zwar hervorragend für das Verbinden dickerer Metalle geeignet, wird aber nicht für die Verwendung bei Werkstücken mit einer Dicke von weniger als 0,8 mm empfohlen.
Wozu wird Fülldrahtschweißen verwendet?
Es handelt sich um ein flexibles Schweißverfahren, das sich bei richtiger Wahl des Zusatzwerkstoffs und der Flussmittelzusammensetzung für alle Schweißpositionen eignet. Da es aufgrund der hohen Abscheidungsraten sehr produktiv ist, bietet es qualitativ hochwertige Schweißnähte mit einem guten Erscheinungsbild. Die hohe Schweißgeschwindigkeit und Portabilität dieses Schweißverfahrens führen dazu, dass es im Bauwesen weit verbreitet ist, nicht zuletzt weil das Verfahren selbst unter windigen Bedingungen problemlos im Freien durchgeführt werden kann.
Da es für viele eisenhaltige Legierungen, unlegierte Kohlenstoffstähle, rostfreie Stähle und Duplexstähle verwendet werden kann, wird das Fülldrahtschweißen auch häufig für Auftragsschweißen von Panzerungen, Plattierungen und Pufferschichten eingesetzt.
Dieser Artikel gehört zu einer Reihe von häufig gestellten Fragen (FAQs). Für weitere Informationen zum Fülldrahtschweißen oder anderen Schweißverfahren senden Sie bitte eine englischsprachige E-Mail an: kontakt@twi-deutschland.com