Einsatz von Fülldrahtelektroden: Verbindungsschweißen mit und ohne Schutzgas Roland Latteier © Roland Latteier 1 Einsatz von Fülldrahtelektroden Gliederung • • • • Einteilung der Elektroden Einsatzmöglichkeiten der verschiedenen Typen Handhabung Wirtschaftlichkeit © Roland Latteier 2 Was ist eine Fülldrahtelektrode (FDE)? Fülldraht Stabelektrode Kernstab Schlacke Lichtbogenstabilisatoren Legierungselemente Metallpulver Mikrolegierungen Gasbildner © Roland Latteier Füllpulver 3 Einteilung der Elektroden • Einteilung der FDE nach ihrer Charakteristik Füllungsarten Mit Schlacke Rutil Ohne Schlacke Basisch Metallpulver © Roland Latteier 4 Einteilung der Elektroden • Normung • EN 17633 unlegierten Stählen und Feinkornbaustählen • EN 17633 Nichtrostenden und hitzebest. Stählen • EN 17634 warmfesten Stählen • EN 125153 Nickel und Nickellegierungen © Roland Latteier 5 Einteilung der Elektroden T 46 4 P M / 1 H5 Fülldraht Mindeststreckgrenze Kenn- Rm Rp0,2 Z ziffer [N/mm²] [N/mm²] [%] 35 38 42 46 50 440-570 470-600 500-640 530-680 560-720 355 380 420 460 500 22 20 20 20 18 Kerbschlagarbeit Kenn- Min. 47J ziffer °C Z A 0 2 3 4 5 6 keine Anf. +20 0 -20 -30 -40 -50 -60 Schlackentyp R P B M V W Y S Schw. Pos. H2 Schutzgas : Rutil, standard : Rutil, schnell erstarrend : Basisch : Metallpulver : R oder B/Fluorid : B/Fluorid, standard : B/Fluorid, schnell erstarrend : andere Typen © Roland Latteier 6 Einteilung der Elektroden • Querschnittsform Nahtlos Marktanteil 11% vom Weltmarkt • Formgeschlossene Marktanteil 89% vom Weltmarkt © Roland Latteier 7 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 © Roland Latteier 8 Einsatzmöglichkeiten der verschiedenen Typen • Rutilfülldrähte Rutiltypen „Schwarze“ Werkstoffe Rutil „Weiße“ Werkstoffe Schnell erstarrende Schlacke © Roland Latteier Rutil Schnell erstarrende Schlacke 9 Rutiltypen • Arbeitstechnik – Kehlnaht DVS Richtlinie 0941 © Roland Latteier 10 Rutiltypen • Arbeitstechnik – Stumpfnaht DVS Richtlinie 0941 © Roland Latteier 11 Rutiltypen • Arbeitstechnik schnell erstarrende Schlacke • Kehlnähte Schweißen auch ohne Pendeln möglich © Roland Latteier 12 Rutiltypen • Arbeitstechnik schnell erstarrende Schlacke • V-Naht mit Wurzel auf Keramikunterlage Wurzelraupen © Roland Latteier Füll-und Decklagen 13 Rutiltypen • Vorteile Glatte Nahtoberfläche Spritzerarm auch unter CO2 Wurzelschweißbarkeit auf keramischer Badsicherung Mikrolegierungselemente Av [J] – – – – 65 60 55 50 45 40 35 30 25 Ohne WB 600°C/ 3h 600°C/ 6,5h Eigenes Foto © Roland Latteier 14 Rutiltypen • Vorteile – Glatte Nahtoberfläche – Spritzerarm unter CO2 – Wurzelschweißbarkeit auf keramischer Badsicherung – Feintropfiger, spritzerarmer, intensiver Sprühlichtbogen voestAlpine Schweißtechnik © Roland Latteier 15 Rutiltypen • Großes Parameterfeld – Nicro82 (2.4806) SW Verbindungen >300°C Schutzgas M21 voestAlpine Schweißtechnik © Roland Latteier 16 Rutiltypen • Zusätzliche Vorteile bei schnell erstarrende Schlacke – Gute Stützwirkung durch schnell erstarrende Rutilschlacke (PType), dadurch bedingt die Möglichkeit der Verwendung höherer Stromstärken bei Positionsschweißungen © Roland Latteier 17 Rutiltypen Kehlnaht, Pos. PF a=6; Schweißnahtlänge nach 1min 1,2mm FD Thermanit 316L-PW 1,0mm Massiv 1.4430 © Roland Latteier 3,2mm Stabelektrode voestAlpine Schweißtechnik 18 Rutiltypen 1,2mm FD 1,0mm Massiv 3,2mm Stabelektrode Thermanit 316L-PW Qualität 316 PF-Position Steigposition ein- t < 12 mm lagig t > 12 mm mehrlagig 1 1 2-n 160 ± 10 200 ± 20 160 ± 10 230 ± 10 22 ± 1 23 ± 2 22 ± 1 26 ± 1 © Roland Latteier 5,1 6,7 5,1 8,4 voestAlpine Schweißtechnik 19 Rutiltypen Eigenes Foto © Roland Latteier 20 Rutiltypen • Vorteile bei „weißen“ Werkstoffen – Weniger „schwarze“ Flecken auf der Oberfläche Eigenes Foto © Roland Latteier 21 Rutiltypen • Vorteile bei „weißen“ Werkstoffen – Nahtprofil Massivdraht 1,0mm 25 V, 5,0 m/min, 100 A Schutzgas M12 Fülldraht PW 1,2mm 25 V, 8,2 m/min, 155 A Schutzgas M21 voestAlpine Schweißtechnik © Roland Latteier 22 Rutiltypen • Schweißzusatzwerkstoffe 1.4316 Cr19 Ni9 1.4430 Cr19 Ni12 Mo3 1.4576 Cr22 Ni12 1.4462 Cr22 Ni9 Mo3 1.4162/4262 Cr24 Ni9 1.4332 Cr23 Ni12 1.4370 Cr18 Ni8 Mn6 1.4337 Cr29 Ni9 2.4806 Cr18 Ni>67 2.4831 „625“ Rutil und PW © Roland Latteier 23 Metallpulvertypen • Vorteile – Im Kurzlichtbogenbereich weniger Spritzer als Massivdraht – Breiter stabiler Lichtbogen – Wurzelschweißen – Sprühlichtbogen beginnt bei geringeren Stromstärken als bei Massivdrähten – Lagenüberschweißbarkeit – Exzellente Wiederzündeigenschaften Eigenes Foto © Roland Latteier 24 Metallpulvertypen • Schweißzusatzwerkstoffe bis – Streckgrenze >950 N/mm² (S960) – Kerbschlagzähigkeit 60J bei -40°C © Roland Latteier 25 Metallpulvertypen • Arbeitstechnik – Kehlnaht DVS Richtlinie 0941 © Roland Latteier 26 Metallpulvertypen • Arbeitstechnik – Stumpfnaht DVS Richtlinie 0941 © Roland Latteier 27 Metallpulvertypen • Arbeitstechnik – Stumpfnaht © Roland Latteier 28 Ohne Schutzgas • Selbstschützende Fülldrähte ohne Gasschutz Lincoln Electric © Roland Latteier 29 Ohne Schutzgas • Selbstschützende Fülldrähte Lincoln Electric © Roland Latteier 30 Ohne Schutzgas • Innershield NR-203Ni1% Lincoln Electric © Roland Latteier 31 Ohne Schutzgas • Innershield NR-203Ni1% – Anwendungen • Klimakammer -45°C Lincoln Electric © Roland Latteier 32 Ohne Schutzgas • Innershield NR-203Ni1% – Anwendungen • Kerbschlagbeigeversuche Lincoln Electric © Roland Latteier 33 Ohne Schutzgas • Selbstschützende Fülldrähte Eigenes Foto © Roland Latteier 34 Ohne Schutzgas • Selbstschützende Fülldrähte Eigenes Foto © Roland Latteier 35 Ohne Schutzgas • Selbstschützende Fülldrähte Eigenes Foto © Roland Latteier 36 Ohne Schutzgas • Selbstschützende Fülldrähte Eigenes Foto © Roland Latteier 37 Praktische Tipps • Drahtvorschubgeräte mit glatten V- förmiger Nut und flachen Antriebsrollen • Gerändelte Antriebsrollen nur in Ausnahmefällen • Vernünftige Drahtführung • Vernünftige Vorspannkraft Eigenes Foto © Roland Latteier 38 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. © Roland Latteier 39 Praktische Tipps • Bindefehleranfälligkeit (nach Killing) Bindefehler Bindefehl.[mm] Vergleich von Zusatzwerkstoffen v=10cm/min 16 14 12 10 8 6 4 2 0 v=15cm/min v=20cm/min MP Rutil Basisch © Roland Latteier Massiv 40 Wirtschaftlichkeit • Kostenaufteilung Kostenreduzierung wird primär durch die Personalkosten bestimmt 80% 80 70 60 50 40 15% 30 3% 20 2% 10 0 Lohn Draht Gas schneller Schweißen, weniger Nebenzeiten Strom Quelle: ISAF © Roland Latteier 41 Wirtschaftlichkeit • Pos. PF Fülldraht 1,2mm; P-Type 40 Massivdraht 1,2mm 40 8,5 100 80 3,6 3,5 100 95 1,8 Lohnkosten incl. Nebenkosten [€/h] Drahtvorschub Einschaltdauer (Zusätzl.Nebenarbeit) Ausbringung Abschmelzleistung [m/min] [%] [%] [kg/h] Preis Schweißzusatz SZW-Kosten [€/kg] [€/kg] 2,5*MA 3,13*MA 1,00 1,05 Preis Schutzgas Schutzgasdurchsatz Schutzgasverbrauch Gaskosten [€/m³] [l/min] [l/kg] [€/kg] 5,00 15 248 1,24 5,00 15 507 2,53 Fertigungskosten [€/kg] 11,02 22,53 Gesamtkosten [€/kg] © Roland Latteier 12,25+3,13*MA 25,06+1,05*MA 42 Wirtschaftlichkeit • Nebenzeiten – Entfernen von Spritzern – Entfernen von Belägen – Reparaturquote © Roland Latteier 43 Zusammenfassung • Bei speziellen Anwendungen sind Fülldrähte kostengünstiger z.B. Nebenzeiten reduzieren, wegen Spritzerbildung, Reparaturquote, Zwischenreinigung, etc. • In Zwangslagen (Pos. PF, PC, PD, PE) sind Fülldrähte mit schnell erstarrender Schlacke (fast) immer im Vorteil höhere Abschmelzleistung © Roland Latteier 44 Vielen Dank für Ihr Interesse! Für weitere Fragen stehen wir Ihnen gerne zur Verfügung. Der Vortrag kann unter www.dsl-schweisstechnik.de heruntergeladen werden. Tel. 0931 – 20 70 09 12 Mobil 0177 – 56 45 483 E-Mail [email protected] © Roland Latteier 45
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