Was ist Fülldrahtschweißen (FCAW)? – Eine vollständige Anleitung

Was ist Lichtbogenschweißen mit Fülldraht (FCAW oder FCA)?

Das Lichtbogenschweißen mit Fülldraht (FCAW oder FCA) ist ein halbautomatisches oder automatisches Lichtbogenschweißverfahren. FCAW erfordert eine kontinuierlich zugeführte, verbrauchbare, röhrenförmige Elektrode, die ein Flussmittel und eine Konstantspannungs- oder seltener eine Konstantstrom-Schweißstromversorgung enthält.

Manchmal wird ein extern zugeführtes Schutzgas verwendet, aber oft verlässt man sich auf das Flussmittel selbst, um den notwendigen Schutz vor der Atmosphäre zu erzeugen, wobei sowohl gasförmiger Schutz als auch flüssige Schlacke zum Schutz der Schweißnaht erzeugt werden. Das Verfahren ist aufgrund seiner hohen Schweißgeschwindigkeit und Tragbarkeit im Bauwesen weit verbreitet.

Das Lichtbogenschweißen mit Fülldraht (FCAW), auch als Doppelschildschweißen bekannt, ist ein halbautomatisches Lichtbogenschweißverfahren, das dem Metall-Aktivgas-Schweißen (MAG) ähnelt. FCAW verwendet eine kontinuierlich drahtgespeiste Elektrode, eine Konstantspannungs-Schweißstromversorgung und ähnliche Geräte wie das MAG-Schweißen.

Das Verfahren wurde erstmals in den 1950er Jahren als Alternative zum Lichtbogenhandschweißen (MMA) entwickelt, das auch als Stabschweißen bezeichnet wird. FCAW überwindet viele der mit MMA verbundenen Einschränkungen, da es eine kontinuierlich zugeführte Drahtelektrode verwendet.

Beim Lichtbogenschweißen mit Fülldraht wird normalerweise ein ähnliches Schutzgas wie beim MAG-Schweißen verwendet, es kann jedoch auch ohne Schutzgas durchgeführt werden. Es ist produktiver als MAG-Schweißen.

Wie funktioniert das Lichtbogenschweißen mit Flussmittelkern?

Beim Lichtbogenschweißen mit Fülldraht wird die von einem Lichtbogen erzeugte Wärme verwendet, um das Grundmetall im Schweißnahtbereich zu schmelzen. Dieser Lichtbogen wird zwischen dem metallischen Werkstück und dem kontinuierlich zugeführten, röhrenförmigen, verbrauchbaren Fülldraht gezündet, wobei sowohl der Draht als auch das metallische Werkstück zusammenschmelzen, um eine Schweißverbindung zu bilden.

Dies ähnelt dem MAG-Schweißen, außer dass beim FCAW-Schweißen eine mit Flussmittel gefüllte hohle, röhrenförmige Elektrode anstelle einer massiven Metallelektrode verwendet wird. Der FCAW-Prozess kann je nach Abschirmmethode in zwei Typen unterteilt werden; eine, die ein externes Schutzgas verwendet, und eine, die sich ausschließlich auf den Flussmittelkern selbst verlässt, um den Schweißbereich zu schützen.

Das Schutzgas, sofern verwendet, schützt das Schweißbad vor Oxidation und wird üblicherweise extern aus einer Hochdruckgasflasche bereitgestellt. Auch Schweißgut wird durch die Schlackenbildung vor Flussmittelschmelzen geschützt. Daher ist das Verfahren informell als „Dual Shield“-Schweißen bekannt und wurde hauptsächlich für das Schweißen von Baustählen entwickelt.

Die am häufigsten verwendeten Schutzgase sind Kohlendioxid oder Mischungen aus Argon und Kohlendioxid. Die am häufigsten verwendete Mischung ist 75 % Argon und 25 % Kohlendioxid. Diese Methode mit doppelter Abschirmung wird bevorzugt zum Schweißen dickerer Materialien oder zum Schweißen in Zwangslage verwendet.

Dieses Verfahren liefert bei identischen Einstellungen Schweißnähte mit konsistenteren mechanischen Eigenschaften und weniger Defekten als bei MMA- oder MAG-Verfahren. Die kontinuierlich zugeführte Rohrelektrode ermöglicht auch höhere Produktionsraten als Massivdraht- oder Stabelektroden.

Das Schutzgasverfahren ist jedoch möglicherweise nicht für den Einsatz bei windigen Bedingungen geeignet, da die Störung des Schutzgases zu verringerten Eigenschaften des Schweißguts führen könnte.

Die zweite Variante dieses Verfahrens verzichtet auf ein externes Schutzgas, sondern setzt auf den Schutz der Fülldrahtelektrode selbst. Diese Elektrode bietet gasförmigen Schutz und bildet auch eine Schlacke, die das geschmolzene Metall in der Schweißnaht bedeckt und schützt.

Die Fülldrahtseele enthält schlackenbildende Flussmittel und Materialien, die beim Verbrennen durch die Hitze des Schweißlichtbogens Schutzgase erzeugen. Durch das abschirmende Flussmittel kann dieses Verfahren auch bei Wind problemlos im Freien eingesetzt werden, ohne dass externes Schutzgas benötigt wird. Dadurch ist das Verfahren äußerst portabel und daher für Schweißanwendungen im Freien geeignet.

Anwendungen

Im Folgenden sind die Anwendungen von FCAW aufgeführt:

• Dieses Lichtbogenschweißverfahren wird in der Schiffbauindustrie immer wichtiger, da es enorme Arbeitskosten einspart.
• Es wird auch in vielen Bauindustrien in Schweißaspekten verwendet.
• Es ist in der mechanischen Industrie weit verbreitet.
• FCAW kann auf Kohlenstoff-, legierten, rostfreien und Duplexstählen verwendet werden.
• Es wird zum Aufpanzern und Auftragen von Oberflächen verwendet.

Vor- und Nachteile des Lichtbogenschweißens mit Fülldraht (FCAW)

Vorteile

Nachfolgend sind die Vorteile von FCAW aufgeführt:

• Es gibt verschiedene Möglichkeiten, Schutzgas bereitzustellen
• Es kann auf alle Schweißpositionen angewendet werden
• Schutzgas ist nicht erforderlich, da einige seiner Drähte für windige Bedingungen geeignet sind
• Es hat eine hohe Abscheidungsrate
• Die Wahrscheinlichkeit von Porosität ist sehr gering
• Weniger Reinigung des Grundmetalls

Nachteile

Trotz der großen Vorteile von FCAW treten immer noch einige Nachteile auf. Nachfolgend sind die Einschränkungen des Lichtbogenschweißens mit Fülldraht in seinen verschiedenen Anwendungen aufgeführt.

• Es entsteht Schlacke, die nach dem Schweißen entfernt werden muss
• Es entsteht mehr Rauch, der für den Schweißer gefährlich ist
• Kosten für aufgebrachten Draht
• Es ist kompliziert und teurer
• Erzeugt mehr Spritzer

Video zum Lichtbogenschweißen mit Fülldraht