Elektroden schweißen: Welche Elektrode, wie viel Ampere?

Stabelektrode am Lichtbogen auf einem rostigen Stahlteil, mit Funken und aufsteigendem Schweißrauch vor dunklem Hintergrund — Foto: StockSnap / Pixabay, Pixabay-Inhaltslizenz

Das Wichtigste

Eine 3,2-mm-Rutilelektrode läuft laut Herstellerdatenblatt mit 90 bis 130 A, eine basische gleichen Durchmessers mit 100 bis 140 A am Pluspol.
Rutilelektroden zünden leichter und eignen sich für den Einstieg.
Basische Elektroden liefern zähere Nähte, verlangen aber trockene Lagerung und Gleichstrom.

Beim Elektrodenschweißen hängt die Stromstärke am Durchmesser und am Umhüllungstyp: Eine 3,2-mm-Rutilelektrode wie die Böhler FOX OHV läuft laut Datenblatt mit 90 bis 130 A, eine basische FOX EV 50 gleichen Durchmessers mit 100 bis 140 A. Für den Einstieg ins Elektroden schweißen sind Rutil- oder Rutil-Zellulose-Elektroden die bessere Wahl, weil sie leicht zünden und eine gut lösliche Schlacke bilden.

Das Verfahren heißt auch E-Hand-Schweißen oder Lichtbogenhandschweißen. Der Lichtbogen brennt zwischen einer abschmelzenden, umhüllten Stabelektrode und dem Werkstück. Die Umhüllung verbrennt dabei, bildet ein Schutzgas und eine Schlacke, die das flüssige Schweißgut vor der Luft schützt. Eine Gasflasche braucht es nicht, deshalb funktioniert E-Hand auch draußen bei Wind.

Zur Sicherheit vorab: Lichtbogenschweißen bringt Strom, UV-Strahlung, Funkenflug und Schweißrauch zusammen. Die DGUV Information 209-010 nennt als zulässige Leerlaufspannung bei Gleichstrom 113 V Scheitelwert, und sie betont, dass auch diese Grenzwerte tödliche Unfälle nicht ausschließen, wenn der Körper schlecht isoliert ist. Schweißrauch ist nach DGUV Information 209-077 lungengängig. Tragende Teile wie Anhängerkupplungen, Geländer oder Stahlträger gehören in die Hand eines geprüften Schweißers.

Welche Elektrodentypen es gibt

Die Umhüllung bestimmt, wie eine Elektrode zündet, wie die Naht aussieht und wie zäh sie wird. Die Tabelle zeigt die gängigen Umhüllungstypen nach DIN EN ISO 2560-A für unlegierte Stähle. Die Eigenschaften in der Tabelle stammen aus der Typenübersicht von EWM und den Datenblättern von voestalpine Böhler Welding.

Typ	Kürzel	Polung (Beispielprodukt)	Rücktrocknen	Typischer Einsatz
Rutil-Zellulose	RC	Minuspol oder Wechselstrom (FOX OHV)	nur bei Feuchte, ca. 1 h bei 100–120 °C	Heften, Montage, alle Positionen inkl. fallend
Rutil, dick umhüllt	RR	Minuspol oder Wechselstrom (FOX ETI)	nur bei Feuchte, ca. 1 h bei 100–120 °C	Kehlnähte, Decklagen, glatte Naht
Rutil-basisch	RB	laut Datenblatt	laut Datenblatt	Wurzellagen, steigend an Rohren
Basisch	B	Pluspol (FOX EV 50)	300–350 °C, 2 h	zähe, rissfeste Nähte, dicke Bleche
Zellulose	C	laut Datenblatt	nie	Rohrwurzeln fallend, Pipelinebau

Rutilelektroden haben laut EWM gutes Wiederzünden, eine leicht entfernbare Schlacke und ein sauberes Nahtbild. Die Rutil-Zellulose-Variante ist in kleineren Betrieben oft die Allround-Elektrode, weil sie sich in allen Positionen verschweißen lässt. Böhler beschreibt die FOX OHV ausdrücklich als Universalelektrode für kleine Transformatoren.

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Mediadaten

Basische Elektroden haben von allen Typen die besten Zähigkeitswerte und die höchste Risssicherheit. Dafür ist die Naht weniger glatt, die Schlacke löst sich schlechter, und der Schweißer braucht mehr Übung. Sinnvoll sind sie bei Stählen mit eingeschränkter Schweißeignung, großen Wanddicken oder Bauwerken, die später tiefen Temperaturen ausgesetzt sind.

Was die Bezeichnung auf der Packung bedeutet

Auf jeder Packung steht eine Normbezeichnung. Am Beispiel der basischen FOX EV 50 mit der Bezeichnung E 42 5 B 42 H5 nach DIN EN ISO 2560-A, erläutert im Auswahlleitfaden von Böhler Welding:

E: Stabelektrode für das Lichtbogenhandschweißen
42: Mindeststreckgrenze des Schweißguts 420 MPa
5: 47 J Kerbschlagarbeit bis −50 °C
B: basische Umhüllung
4: Ausbringung über 105 bis 125 %, nur Gleichstrom
2: alle Positionen außer senkrecht fallend
H5: unter 5 ml Wasserstoff je 100 g Schweißgut

Im Handel steht oft zusätzlich die amerikanische AWS-Bezeichnung. E6013 ist die übliche Rutilelektrode, E7018 die basische. Für Edelstahl gelten eigene Elektroden nach DIN EN ISO 3581, für hochfeste Stähle DIN EN ISO 18275. Eine normale Baustahlelektrode auf Edelstahl liefert keine korrosionsbeständige Naht.

Welche Stromstärke zu welcher Elektrode passt

Im Netz kursiert die Faustformel 30 bis 40 Ampere je Millimeter Kerndurchmesser. Der Abgleich mit Herstellerdatenblättern zeigt, wie grob sie ist. Die Tabelle stellt die Faustformel mit 40 A/mm den Bereichen dreier Böhler-Elektroden gegenüber.

Durchmesser	Faustformel 40 A/mm	FOX OHV (RC)	FOX ETI (RR)	FOX EV 50 (B)
2,0 mm	80 A	45–80 A	45–80 A	50–70 A
2,5 mm	100 A	60–100 A	60–110 A	80–110 A
3,2 mm	128 A	90–130 A	90–140 A	100–140 A
4,0 mm	160 A	110–170 A	110–190 A	130–180 A
5,0 mm	200 A	170–240 A	170–240 A	180–230 A

Rechenbeispiel für eine 3,2-mm-Rutilelektrode: 3,2 mm × 40 A/mm = 128 A. Das liegt am oberen Rand des Datenblattbereichs von 90 bis 130 A. Mit 30 A/mm kommen 96 A heraus, knapp über dem unteren Rand. Ein guter Startwert liegt deshalb in der Mitte, bei etwa 110 A. Danach wird nach Nahtbild nachgestellt: Klebt die Elektrode oder bleibt die Raupe hoch und schmal, fehlt Strom. Spritzt es stark und brennen Kerben an den Nahtrand, ist es zu viel.

Bei 2,0 mm sieht es anders aus. Dort nennt die FOX EV 50 höchstens 70 A, die Faustformel schon 80 A. Wer nach Formel einstellt, liegt bei dünnen basischen Elektroden also über dem Herstellerbereich. Maßgeblich ist immer die Angabe auf der Packung, weil sich Produkte gleichen Typs unterscheiden.

Polung richtig anschließen

Inverter liefern Gleichstrom, und dann spielt die Polung eine Rolle. Böhler gibt für die Rutilelektroden FOX OHV und FOX ETI den Minuspol oder Wechselstrom an, die Elektrodenzange kommt also an Minus. Die basische FOX EV 50 gehört an den Pluspol. Die Kennziffer 4 in ihrer Normbezeichnung steht für reinen Gleichstrom. An einem alten Wechselstrom-Trafo lassen sich solche Elektroden deshalb nicht sauber verschweißen.

Elektroden lagern und rücktrocknen

Feuchte Umhüllungen bringen Wasserstoff ins Schweißgut, das Ergebnis sind Poren und im schlimmsten Fall Risse. Das Böhler-Handbuch nennt klare Werte:

Basische Elektroden: 2 Stunden bei 300 bis 350 °C rücktrocknen, insgesamt höchstens 10 Stunden über alle Durchgänge.
Rutil- und Rutil-Zellulose-Elektroden: normalerweise kein Rücktrocknen. Wenn sie feucht geworden sind, etwa 1 Stunde bei 100 bis 120 °C.
Zelluloseelektroden: nie rücktrocknen.
Elektroden, die direkt mit Wasser, Fett oder Öl in Kontakt waren, sind auch durch Trocknen nicht mehr zu retten.

Ofen bei 80 bis 100 °C vorheizen und nicht mehr als drei Lagen einlegen. Oberhalb von 250 °C langsam aufheizen, etwa 150 °C pro Stunde. Vor dem Herausnehmen auf 100 bis 150 °C abkühlen lassen. Nach dem Trocknen empfiehlt Böhler einen beheizten Köcher mit 100 bis 150 °C. Angebrochene Packungen werden in trockenen, notfalls beheizten Räumen gelagert, nicht direkt auf dem Boden und nicht direkt an der Wand.

Steil angestellte Elektrode mit kurzem Lichtbogen, die Schlacke bleibt hinter dem Schmelzbad. Grafik: Redaktion

Typische Fehler und was dagegen hilft

Die meisten Anfängerfehler gehen auf Strom, Lichtbogenlänge und Vorbereitung zurück. Die Tabelle fasst die Hinweise zur Fehlervermeidung aus dem Böhler-Handbuch zusammen, ergänzt um die Einstellregeln aus dem Abschnitt Stromstärke.

Fehlerbild	Häufige Ursache	Abhilfe
Elektrode klebt fest	Strom zu niedrig, Elektrode zu nah	Strom anheben, Streichzündung, nach dem Zünden kurz abheben
Poren in der Naht	Lichtbogen zu lang, falscher Anstellwinkel	kurzer Lichtbogen, steiler Winkel
Poren trotz guter Führung	feuchte Elektrode, Rost, Zink, Lack	rücktrocknen, Nahtbereich blank schleifen
Lichtbogen wird abgelenkt	Blaswirkung durch Magnetfeld	Masseklemme versetzen, mit Wechselstrom schweißen
Viele Spritzer	Strom zu hoch oder Umhüllung feucht	Strom senken, Elektroden trocknen
Schlackeneinschluss	Schlacke zwischen den Lagen nicht entfernt	jede Lage abklopfen und bürsten
Naht liegt nur auf	Strom zu niedrig, zu schnell geführt	Strom anheben, langsamer führen

Eine beschädigte oder einseitig abgebrannte Umhüllung führt ebenfalls zu Poren, weil der Schutz des Lichtbogens fehlt. Solche Elektroden besser aussortieren. Feuchtigkeit verrät sich laut Böhler oft durch auffällig viele Spritzer.

Schweißgerät für Anfänger: worauf es ankommt

Für den Einstieg reicht ein Inverter für Elektroden. Aus der Stromtabelle ergibt sich die nötige Leistung: Wer 2,5- und 3,2-mm-Elektroden verschweißen will, braucht bis etwa 140 A. Die DGUV Information 209-010 nennt Stromquellen für begrenzten Betrieb nach DIN EN 60974-6 ausdrücklich als Heimwerkergeräte. Diese Geräte sind auf höchstens 160 A und eine begrenzte Einschaltdauer ausgelegt. Vor dem Kauf diese Punkte prüfen:

Gleichstrom-Inverter, damit auch basische Elektroden am Pluspol laufen.
Stromspanne bis mindestens 140 A, wenn 3,2-mm-Elektroden dazugehören.
Kennzeichen „S“ (oder „K“ bzw. „42 V“) auf dem Typenschild, falls auch in engen, feuchten oder heißen Bereichen geschweißt wird. Das Merkblatt „Arbeitsschutz Kompakt“ der BG Holz und Metall verlangt das bei erhöhter elektrischer Gefährdung.
Absicherung über einen FI-Schutzschalter mit 30 mA. Für Inverter empfiehlt die DGUV Typ B.
Automatik-Schweißfilter nach DIN EN 379. Er dunkelt beim Zünden selbst ab, was bei kurzen Heftnähten viel Ärger spart.
Lederhandschuhe nach DIN EN 12477, trocken und ohne Metallnieten.

Für die Schutzstufe des Filters gibt Tabelle 3 der DGUV Information 209-010 je nach Stromstärke Werte vor. Im üblichen Heimwerkerbereich mit 2,5- bis 4-mm-Elektroden liegen sie bei Schutzstufe 9 bis 11. Wer den Lichtbogen schlecht sieht, wählt nicht automatisch eine hellere Stufe, sondern prüft zuerst die Filterscheibe auf Spritzer.

Strom und Rauch: die wichtigsten Schutzregeln

Die Leerlaufspannung ist höher als die Arbeitsspannung von 15 bis 40 V, die bei brennendem Lichtbogen anliegt. Beim Elektrodenwechsel ist die Gefahr deshalb am größten. Die DGUV Information 209-010 schreibt vor, Stabelektroden nur mit trockenen Schutzhandschuhen zu wechseln. Den Elektrodenhalter in Pausen nie unter den Arm klemmen, nach der Arbeit isoliert ablegen und bei längeren Pausen das Gerät vom Netz trennen. Nasse oder durchgeschwitzte Kleidung leitet.

E-Hand gehört nach DGUV Information 209-077 zu den Verfahren mit hoher Schweißrauchmenge, nur Fülldrahtschweißen liegt darüber. Schweißrauch enthält beim Verschweißen von Chrom-Nickel-Werkstoffen krebserzeugende Stoffe wie Chromate und Nickeloxide. Im Betrieb verlangen Gefahrstoffverordnung und TRGS 528 technische Schutzmaßnahmen wie eine Absaugung nah an der Schweißstelle, in der Hobbywerkstatt ist sie ebenso sinnvoll. Verzinkte, lackierte oder geölte Teile werden vorher blank geschliffen. Brennbares muss aus dem Funkenflugbereich.

Häufige Fragen

Warum klebt die Elektrode beim Zünden?

Meist ist der Strom zu niedrig oder die Elektrode wird nach dem Aufsetzen nicht schnell genug abgehoben. Rutilelektroden zünden leichter als basische. Eine festgeklebte Elektrode wird durch Abkippen gelöst. Wer sie mit der Hand anfasst, tut das nur mit trockenen Handschuhen.

Darf man die Elektrode anfassen?

Nur mit trockenen Schutzhandschuhen. Im Leerlauf liegt die höchste Spannung an, und die DGUV Information 209-010 nennt den Elektrodenwechsel ausdrücklich als Gefahrenmoment.

Wann müssen Elektroden rückgetrocknet werden?

Basische Elektroden aus offenen Packungen immer vor dem Schweißen, bei 300 bis 350 °C für 2 Stunden. Rutilelektroden nur, wenn sie spürbar mehr spritzen oder Poren bilden. Vakuumverpackte Elektroden kommen laut Böhler ohne Rücktrocknen aus, wenn sie direkt in einen beheizten Köcher wandern.

Kann man mit einem Elektroden-Schweißgerät Aluminium schweißen?

Sonderelektroden für Aluminium gibt es, für den Einstieg taugen sie wenig. Für Aluminium sind WIG- oder MIG-Verfahren üblich. Die Elektroden in dieser Übersicht sind für unlegierte Baustähle gedacht.

Fazit

Für den Einstieg eignen sich eine 2,5- oder 3,2-mm-Rutilelektrode vom Typ E6013, ein Gleichstrom-Inverter mit mindestens 140 A und ein Automatikfilter. Den Strom in der Mitte des Datenblattbereichs ansetzen, die Faustformel ist nur ein Anhaltspunkt. Basische Elektroden lohnen sich erst, wenn zähe Nähte gebraucht werden und ein Trockenofen vorhanden ist. Wer an tragenden Bauteilen schweißen muss, beauftragt einen Fachbetrieb.

Quellen

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