Zwei Systeme auf einem Etikett
Auf einer Spule mit Massivdraht für unlegierten Stahl finden Sie meist zwei Codes. Der europäische sieht so aus: G 42 4 M21 3Si1. Der amerikanische so: ER70S-6. Sie beschreiben denselben Draht, sagen aber Verschiedenes über ihn aus.
EN ISO 14341 klassifiziert den Draht nach den mechanischen Eigenschaften des Schweißguts, also nach dem, was aus der Naht herauskommt. AWS A5.18 klassifiziert den Draht vor allem nach der chemischen Zusammensetzung des Drahtes selbst und ergänzt Mindestanforderungen an die Festigkeit. Deshalb hat ein Draht eine AWS-Bezeichnung und oft zwei oder drei Bezeichnungen nach EN ISO, je eine für jedes Schutzgas.
Die Beispiele in diesem Artikel stützen sich auf die Ausgabe EN ISO 14341:2020 und auf die aktuellen Produktdatenblätter von voestalpine Böhler Welding. Die Tabellen unten sind eine Kurzfassung für die Werkstatt und kein Auszug aus der Norm: verbindlich sind der Text der Norm und das Datenblatt des konkreten Erzeugnisses.
Das Zweite zum Merken: EN ISO 14341 betrifft Drähte für MIG/MAG, WIG-Stäbe für dieselben Stähle klassifiziert dagegen EN ISO 636. Daher der Buchstabe G am Anfang des Codes für MIG/MAG und der Buchstabe W am Anfang des Codes für WIG-Stäbe.
Eine Regel der Auswahl, auf die wir in jedem Abschnitt zurückkommen
Ob Sie einen bestimmten Draht verwenden dürfen, entscheidet die vollständige Klassifizierung zusammen mit einem qualifizierten Schweißverfahren. Die vollständige Klassifizierung sind vier Dinge auf einmal: das Symbol der Festigkeit, das Symbol der Kerbschlagarbeit, das Symbol des Gases und das Symbol der Zusammensetzung. Keines davon reicht für sich allein, und die Zusammensetzung des Drahtes entscheidet nicht über die Festigkeitsklasse.
Dazu kommt eine zweite Ebene: die WPS. Der Code vom Etikett muss innerhalb der Grenzen liegen, die in der Schweißanweisung für Ihre Verbindung, Ihren Werkstoff, Ihre Dicke und Ihre Position qualifiziert sind. Nennt die WPS einen konkreten Draht, dann ist er die Antwort und nicht eine Tabelle aus einem Ratgeber.
G 42 4 M21 3Si1 Zeichen für Zeichen
G, also Verfahren und Form
Der Buchstabe G bedeutet einen Massivdraht für das Lichtbogenschweißen mit abschmelzender Elektrode unter Schutzgas, also MIG/MAG. Bei WIG-Stäben steht an derselben Stelle W, bei Fülldrähten T, bei Drähten für das Unterpulverschweißen S. Beginnt der Code mit einem anderen Buchstaben, sehen Sie auf ein anderes Erzeugnis.
42, also das Symbol der Festigkeit des Schweißguts
Die zweite Stelle ist das Symbol der Festigkeit des Schweißguts. 42 bedeutet eine Mindeststreckgrenze von 420 MPa, gemessen am Schweißgut in dem Gas, das weiter im Code steht. Das ist ein Wert für das Schweißgut, nicht für den Draht und nicht für die Verbindung.
Das Symbol stimmen Sie auf die Festigkeit ab, die von der Verbindung in der Dokumentation gefordert wird, und auf das, was die WPS qualifiziert. Eine Abkürzung der Art, zu diesem Stahl gehört immer dieses Symbol, gibt es hier nicht. Derselbe Werkstoff wird je nach Art der Verbindung, Dicke, Wärmebehandlung und angenommener Bewertungsgruppe mit verschiedenem Schweißgut geschweißt. Die Norm gibt für jedes Symbol auch den Bereich der Zugfestigkeit und die Mindestdehnung an; prüfen Sie diese im Text der Norm, wenn Sie eine Verbindung auslegen.
| Symbol der Festigkeit | Streckgrenze min. |
|---|---|
| 35 | 355 MPa |
| 38 | 380 MPa |
| 42 | 420 MPa |
| 46 | 460 MPa |
| 50 | 500 MPa |
4, also das Symbol der Kerbschlagarbeit
Die dritte Stelle nennt die Temperatur, bei der das Schweißgut in der Prüfung des Herstellers eine Kerbschlagarbeit von 47 J an der Probe Charpy V erreicht hat. Das Symbol 4 steht für minus 40 Grad Celsius. Diese Ziffer sagt, was aus der Kerbschlagprüfung herauskam, und entscheidet für sich allein nicht über die Zulassung des Drahtes für eine Konstruktion; darüber entscheidet die vollständige Klassifizierung zusammen mit der WPS. Das Symbol der Kerbschlagarbeit beziehen Sie auf die niedrigste Einsatztemperatur der Konstruktion aus der Dokumentation und nicht auf die Temperatur in der Halle.
| Symbol | Temperatur für 47 J |
|---|---|
| Z | keine Anforderung |
| A | plus 20 Grad |
| 0 | 0 Grad |
| 2 | minus 20 Grad |
| 3 | minus 30 Grad |
| 4 | minus 40 Grad |
| 5 | minus 50 Grad |
| 6 | minus 60 Grad |
Das ist eine Kurzfassung und nicht die vollständige Tabelle der Norm. Die Norm hat noch Zwischenstufen, und der Hersteller nennt im Datenblatt typische und mindestens geforderte Werte.
M21, also das Schutzgas
Die vierte Stelle ist das Symbol des Gases nach EN ISO 14175, bei dem der Hersteller die genannten Eigenschaften erreicht hat. Das ist der am häufigsten verwechselte Teil des Codes. Derselbe Draht, in CO2 statt in einem Gemisch geschweißt, ergibt anderes Schweißgut, deshalb nennt der Hersteller zwei Codes, je einen pro Gas.
| Symbol | Zusammensetzung | Wo es verwendet wird |
|---|---|---|
| M21 | Argon mit einem Zusatz von 15 bis 25 Prozent CO2 | unlegierter und niedriglegierter Stahl, MAG, das häufigste Gemisch in der Werkstatt |
| C1 | Kohlendioxid, 100 Prozent | Schwarzstahl, dickere Querschnitte, günstigeres Gas, mehr Spritzer |
| I1 | Argon, inertes Gas | WIG für Stahl und Edelstahl, MIG für Aluminium |
| M12, M13 | Gruppe M1, Argon mit kleinem Zusatz eines Oxidationsmittels (CO2 oder Sauerstoff, etwa bis zu wenigen Prozent) | Edelstahl MIG/MAG, wo ein großer Zusatz von CO2 die Naht aufkohlt |
Der praktische Schluss: Steht im Datenblatt des Drahtes nur der Code mit M21 und Sie schweißen in reinem CO2, haben Sie keine Bestätigung der Eigenschaften für Ihren Prozess. Bei einem Auftrag nach EN 1090 oder mit WPS ist das ein reales Problem und keine Formsache.
3Si1, also das Symbol der Zusammensetzung des Drahtes
Die letzte Stelle beschreibt die chemische Zusammensetzung des Drahtes selbst. G3Si1 hat etwa 0,7 bis 1,0 Prozent Silizium und 1,3 bis 1,6 Prozent Mangan. G4Si1 hat davon mehr, etwa 0,8 bis 1,2 Prozent Silizium und 1,6 bis 1,9 Prozent Mangan. G2Si hat am wenigsten.
Silizium und Mangan sind Desoxidationsmittel. Mehr Silizium bedeutet ein dünnflüssigeres Schmelzbad, eine glattere Nahtoberfläche und eine bessere Benetzung der Kanten, aber auch mehr Silikate auf der Oberfläche, die vor dem Lackieren entfernt werden müssen. Mangan hebt in der Regel die Festigkeit des Schweißguts, das Symbol der Festigkeit folgt jedoch nicht aus der Zusammensetzung des Drahtes allein. Der Hersteller prüft das Schweißgut in einem konkreten Gas, und erst das Ergebnis dieser Prüfung ergibt die Zahl im Code.
Ein Beispiel direkt aus den Produktdatenblättern: Der WIG-Stab BÖHLER EMK 6 hat typisch 0,9 Prozent Silizium und eine Streckgrenze des Schweißguts von 450 MPa bei einem geforderten Mindestwert von 420, also das Symbol 42. Der Stab BÖHLER EML 5 hat typisch 0,6 Prozent Silizium, also weniger, und eine Streckgrenze von 520 MPa bei einem Mindestwert von 460, also das Symbol 46. Weniger Silizium, höheres Symbol der Festigkeit. Lesen Sie deshalb den ganzen Code und nicht nur das Glied der Zusammensetzung.
ER70S-6 Zeichen für Zeichen
Der Code nach AWS A5.18 liest sich einfacher, denn er hat vier Elemente. Die Buchstaben ER sagen, dass sich das Erzeugnis als abschmelzende Elektrode (E) und als Stab (R) eignet. Die Zahl 70 ist die Mindestzugfestigkeit in Tausend Pfund je Quadratzoll, also 70 ksi, was etwa 480 MPa ergibt.
Der Buchstabe S bedeutet Massivdraht, im Unterschied zu C für einen Metallpulverdraht. Die letzte Ziffer ist die Nummer der chemischen Zusammensetzung aus der Tabelle der Norm. Die Sechs hat von den verbreiteten Varianten am meisten Silizium und Mangan, die Drei deutlich weniger.
Die Nummer nach AWS sagt etwas über die Zusammensetzung und über die Mindestfestigkeit, ersetzt aber die europäische Klassifizierung nicht: Sie enthält kein Symbol des Gases, und die Anforderungen an die Kerbschlagarbeit sind anders gefasst. Kam die Dokumentation aus den USA und läuft die Abnahme nach EN 1090, brauchen Sie beide Codes und das Datenblatt des Herstellers.
Woher der Buchstabe A nach der Nummer der Norm kommt
Die Schreibweisen 14341-A und 14341-B sind zwei Systeme der Klassifizierung in einer Norm. Variante A ist europäisch und nennt die Streckgrenze, deshalb sieht der Code aus wie G 42 4 M21 3Si1. Variante B stützt sich auf das in Amerika und Japan verwendete Muster und nennt die Zugfestigkeit, so bekommt derselbe Draht einen Code der Art G 49A 3 C1 S6.
Hersteller geben meist Variante A an, denn das erwartet die Dokumentation in Europa. Die Variante erkennen Sie an der vollständigen Schreibweise der Norm und des Codes im Datenblatt, nicht an der Zahl allein: In Variante B nennt das Symbol der Festigkeit die Zugfestigkeit (zum Beispiel 49), in Variante A die Streckgrenze (zum Beispiel 42), diese Zahlen vergleichen Sie also nicht direkt.
Vier Erzeugnisse von Böhler und ihre Codes
Unten stehen vier Positionen, nach denen Werkstätten am häufigsten greifen. Alle vier stammen aus der Linie Böhler Welding, für die wir autorisierter Distributor sind.
| Erzeugnis | Form | EN ISO | AWS | Durchmesser |
|---|---|---|---|---|
| BÖHLER EMK 6 | Massivdraht MIG/MAG | 14341-A G 42 4 M21 3Si1 sowie G 42 4 C1 3Si1 | A5.18 ER70S-6 | 0,8 / 1,0 / 1,2 / 1,6 mm |
| BÖHLER EMK 8 | Massivdraht MIG/MAG | 14341-A G 46 4 M21 4Si1 sowie G 46 4 C1 4Si1 | A5.18 ER70S-6 | 0,8 / 1,0 / 1,2 / 1,6 mm |
| BÖHLER EMK 6 | WIG-Stab | 636-A W 3Si1, vollständig W 42 5 W3Si1 | A5.18 ER70S-6 | 1,2 / 1,6 / 2,0 / 2,4 / 3,0 / 3,2 / 4,0 mm |
| BÖHLER EML 5 | WIG-Stab | 636-A W 2 Si, vollständig W 46 5 2Si | A5.18 ER70S-3 | 1,2 / 1,6 / 2,0 / 2,4 / 3,0 mm |
EMK 6 ist der Basisdraht für Konstruktionen aus unlegiertem Stahl, verkupfert, mit Bestätigung für das Gemisch und für CO2. EMK 8 unterscheidet sich in zwei Gliedern des Codes: Symbol 46 statt 42 und 4Si1 statt 3Si1. Es ist derselbe Drahttyp mit einem höheren Symbol der Festigkeit des Schweißguts. Welcher von beiden auf Ihre Verbindung kommt, folgt aus den Anforderungen der Dokumentation und aus der WPS, nicht aus dem Namen des Stahls an sich.
WIG-Stäbe tragen einen Code aus der Norm 636, nicht 14341, deshalb beginnt er mit W. Vergleichen Sie die beiden letzten Zeilen noch einmal: EML 5 hat weniger Silizium als der Stab EMK 6, und trotzdem steht im Datenblatt ein höheres Symbol der Festigkeit. Der Hersteller nennt EML 5 für Wurzellagen, wo ein ruhigeres, weniger dünnflüssiges Schmelzbad besser in der Wurzel eines Rohres hält, und gibt für ihn eine bei minus 50 Grad geprüfte Kerbschlagarbeit an.
Codes, Zusammensetzungen und Festigkeitswerte stammen aus den Produktdatenblättern von voestalpine Böhler Welding: Stab EML 5 Ausgabe 12/2021, Stab EMK 6 Ausgabe 07/2024, Massivdrähte EMK 6 und EMK 8 aus dem Katalog des Herstellers. Prüfen Sie vor der Bestellung das aktuelle Datenblatt auf der Produktseite, denn der Hersteller aktualisiert Zulassungen und den Bereich der Durchmesser.
Der Durchmesser, den der Code nicht nennt
Der Durchmesser gehört nicht zur Klassifizierung, entscheidet aber darüber, ob sich der gewählte Draht überhaupt legen lässt. Unten stehen Richtwerte für Ströme bei Massivdrähten für Stahl im Gemisch M21. Die obere Grenze hängt vom Gerät und vom Brenner ab, die untere davon, bei welchem Strom der Lichtbogen noch nicht abreißt.
| Durchmesser | Strom als Richtwert | Typische Anwendung |
|---|---|---|
| 0,8 mm | 60 bis 180 A | Blech 1 bis 3 mm, Blechwerkstatt, Zwangslagen |
| 1,0 mm | 90 bis 280 A | universell, Konstruktionen 3 bis 8 mm |
| 1,2 mm | 120 bis 380 A | Konstruktionen 5 bis 20 mm, höchste Leistung in der Werkstatt |
| 1,6 mm | 200 bis 500 A | dicke Querschnitte, mechanisiertes Schweißen |
Auf den Durchmesser stimmen Sie die Drahtführungsseele, die Stromdüse und die Rollen des Vorschubs ab. Draht von 1,2 mm in einer Seele für 1,0 mm beginnt nach einigen Stunden zu klemmen, und der Lichtbogen pulsiert ohne Grund. Ein Gerät mit einem Vorschub mit vier Rollen zieht 1,2 mm und 1,6 mm auch auf einem Schlauchpaket von 5 m gleichmäßig, deshalb sehen wir bei dickeren Drähten bei der Annahme jedes Geräts in der Kategorie gebrauchte MIG/MAG darauf.
Was daraus für die Auswahl folgt
- Das Symbol der Festigkeit beziehen Sie auf die von der Verbindung geforderte Festigkeit aus der Dokumentation, nicht auf den Namen des Stahls. Die endgültige Auswahl gibt die WPS.
- Das Symbol der Kerbschlagarbeit beziehen Sie auf die niedrigste Einsatztemperatur der Konstruktion und nicht auf die Temperatur in der Halle.
- Das Symbol des Gases muss zu dem passen, was Sie in der Flasche haben, sonst bedeuten die genannten Eigenschaften nichts.
- Das Symbol der Zusammensetzung (3Si1, 4Si1, 2Si) sagt etwas über den Draht aus, nicht über die Festigkeitsklasse des Schweißguts. Leiten Sie daraus keine Zulassung ab.
- Die Nummer nach AWS prüfen Sie dann, wenn die Dokumentation aus den USA kam oder wenn Sie einen Ersatz auf der anderen Seite des Ozeans suchen.
- Der ganze Code nach EN ISO vom Etikett muss innerhalb der in der WPS qualifizierten Grenzen liegen, samt Symbol des Gases; jede Abweichung bestätigen Sie mit der Person, die das Schweißen überwacht.
Der häufigste Fehler in der Werkstatt besteht darin, den Draht nach Durchmesser und Preis zu wählen und dann in einem Gas zu schweißen, für das der Code nicht angegeben war. Der zweithäufigste ist das Lesen eines einzelnen Gliedes statt des ganzen Codes: Der Draht wird nach dem Symbol der Zusammensetzung angenommen oder abgelehnt, obwohl über Festigkeit und Kerbschlagarbeit des Schweißguts zwei ganz andere Glieder sprechen. Beide Fehler kommen erst bei der Abnahme oder bei der Prüfung der Naht heraus.
Wir prüfen den Code für Ihren Auftrag
Senden Sie uns den Stahl, die Dicke, das Gas aus der Flasche, die Einsatztemperatur der Konstruktion und die WPS, falls Sie eine haben, und wir nennen Ihnen den Draht, dessen vollständige Klassifizierung das abdeckt. Den Katalog der Massivdrähte finden Sie in der Kategorie Massivdrähte MIG/MAG, die Stäbe für WIG in der Kategorie WIG-Stäbe. Bei größeren Bestellungen stimmen wir auch Durchmesser und Gebinde auf den Vorschub ab, den Sie am Arbeitsplatz haben.