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Lichtbogen-Handschweißen

Beim Lichtbogen-Handschweißen wird meist mit Gleichstrom gearbeitet. Die Polung hängt dabei vom Elektrodentyp ab, je nach verwendeter Umhüllung wird entweder die Elektrode oder das Werkstück an den Minuspol der Schweißstromquelle angeschlossen. Für die meisten Elektrodentypen wird die Elektrode als Minuspol geschaltet, was das Zünden des Lichtbogens erleichtert und eine geringe Erwärmung der Elektrode bei gleichzeitig schmalem, tiefem Einbrand liefert. Durch die vom Lichtbogen zugeführte Wärme schmelzen sowohl die Kanten der Fügestelle als auch die per Hand zugeführte Schweißelektrode und bilden eine innige Verbindung der Schweißteile. Dabei wird eine Oxidation der Schweißnaht durch Schlackenbildung aus der Ummantelung der Schweißelektrode und durch Zuführung von inertem Schutzgas an die Schweißstelle verhindert. Die erkaltete Schmelze präsentiert sich schließlich als Schweißnaht.

Lichtbogenarten

Abhängig vom zu schweißenden Werkstoff wird nicht nur die Zusammensetzung der Schweißelektrode, sondern auch die Art des Lichtbogens variiert. Dazu wird zum einen am Lichtbogenschweißgerät eine entsprechende Einstellung getroffen, zum Zweiten wird der Abstand zwischen Werkstück und Schweißelektrode entsprechend gewählt. Im wesentlichen, wird zwischen den folgenden Lichtbogenarten unterschieden:  

• Impulslichtbogen: Sorgt für einen einstellbaren Werkstoffübergang, Das Schweißstromgerät muss dazu kurzschlussfest sein. Mit diesem Lichtbogen werden hauptsächlich Chrom-Nickel-Stähle und Aluminium-Legierungen geschweißt.
• Sprühlichtbogen: Dieser Lichtbogen ergibt einen feinsttröpfigen Werkstoffübergang und ist kurzschlussfrei. Verwendet wird er für dickere Feinbleche und alle Arten von Grobblech, er bietet zudem eine hohe Abschmelzleistung für waagerechte Fülllagen bei der Verbindung dickerer Werkstücke.
• Kurzlichtbogen: Er liefert einen feintropfigen Werkstoffübergang und wird im Kurzschluss geschweißt, d.h. die Elektrode hat dauernden Kontakt zum Werkstück. Dadurch kommt es zu erheblichem Aufspritzen des geschmolzenen Werkstoffes. Verwendet wird der Kurzlichtbogen für Dünnbleche und Zwangslagen.
• Langlichtbogen: Er liefert einen grobtropfigen Werkstoffübergang und ist nicht kurzschlussfrei. Er dient ähnlichen Einsatzzwecken wie der Sprühlichtbogen.

Lichtbogen, Schweißen

Beim Lichtbogenschweißen wird die notwendige Wärmeenergie durch einen Lichtbogen zwischen Werkstück und Schweißelektrode geliefert. Mit dieser Technik sind unterschiedliche Schweißmethoden realisierbar, sowohl für manuelle als auch für mechanisierte Schweißvorgänge. Man unterscheidet im Detail zwischen Schutzgas-, Plasma-, Unterpulver- und Lichtbogenhandschweißen. Abhängig vom Werkstoff wird entweder mit Gleichstrom oder Wechselstrom geschweißt, der von einem speziellen Schweißgerät geliefert wird. Dieses Schweißgerät liefert die notwendige hohe Stromstärke, um einen ausreichend stabilen Lichtbogen zu produzieren. Beim Lichtbogenschweißen wird die Schweißelektrode ebenfalls aufgeschmolzen und das abtropfende Material verbindet sich mit dem Werkstück. Unterschiedliche Elektrodentypen bieten für ein breites Einsatzfeld je nach Werkstoff optimale Zusatzeigenschaften wie Korrosionsschutz der Schweißnaht durch Schlackenbildung.

Leiterwiderstand

Abgesehen vom Sonderfall der Supraleitung hat jeder von elektrischem Strom durchflossene Leiter einen spezifischen Widerstand, auch elektrische Leitungen. Zwar wählt man hierfür Werkstoffe aus, die einen guten Kompromiss zwischen Kosten und Leitfähigkeit bieten, trotzdem besitzen auch elektrische Kabel einen, wenn auch vernachlässigbar kleinen, Widerstand. Beachtet werden muss dieser Widerstand insbesondere bei hohen Leistungen und/oder sehr langen Zuleitungen, denn er hängt zum einen mit vom Leiterquerschnitt ab, und sorgt zum anderen proportional zur Stromdichte für eine Erwärmung der Leitung.