Optimieren des Güde EASY 170 / MIG 170
und Schnellanleitung zur Verwendung von Fülldraht

letzte Aktualisierung: 10. Oktober 2021

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Index

Einführung
Über das "Masse"- Kabel und (keine) Erdung
Der Drahtvorschub des EASY 170s
Einstellung der Schweiß-Parameter am EASY 170
Fülldraht
Polarität der Schweißspannung
Rüsten
Vorbereitung des Werkstückes
Der Schweißvorgang selbst
Spritzerbildung minimieren
Persönliche Schutzausrüstung
Referenzen

Einführung

Güde
                          170 Güde Easy170 MIG/MAG Schutzgas/ Fülldraht Schweißgerät, ca. 2003 (anklicken für größeres Bild)
Nachdem ich über Reparatur und die Aufrüstung des Güde hier schon ausführlich geschrieben habe, hier ein paar Tips für die Anwendung mit Fülldraht, die Dich sofort fit macht für dessen Verwendung.

Als Elektroniker bin ich ein alter Hund, aber als Schweißer ein blutiger Laie. Trotzdem wollte ich es noch mal wissen und habe es mir nicht besonders leicht gemacht.

Ich habe mir vorgenommen, einen Schweißtisch zu erschaffen gemäß Manni´s Anleitung zum Schweißtisch für unter 50 Euro selber bauen, weil ich im Freien schweißen will (lies: muß, denn ich habe keinen feuerfesten Innenraum) und somit mobil sein muß. Dieser Schweißtisch steht auf Bastlerböcken, wie sie hierorts immer wieder bei den Diskontern angeboten werden. Natürlich bräuchte man zum Schweißen einen halbwegs richtigen Schweißtisch, die Katze beißt sich also in den Schwanz. Ich habe mich also wie Baron Münchhausen am eigenen Zopf aus dem Wasser gezogen, und dabei sind die Ergebnisse besser geworden.

Noch dazu ist Schweißen mit Fülldraht etwas weniger angenehm zum Anfangen.

Man braucht nicht viel Vorstellungskraft, daß das Ergebnis vorerst mäßig geworden ist, doch mit dem Biß und der jahrzehntelang eintrainierten Herangehensweise an technische Probleme habe ich es schon hinbekommen. Ich werde jedoch davon Abstand nehmen, den Tisch hier bildlich vorzuzeigen.

Nachfolgend eine Auflistung der bisher gemachten Erfahrungen. Möge es jemandem dienen.


Bevor es ans Schweißen geht, ein paar Anregungen für preiswerte Umbauten, die Du möglicherweise durchführen möchtest, um das Gerät auf einen höheren Qualitätspegel zu heben. Natürlich trifft das in verschiedenem Umfang auch für andere Geräte der Heimwerkerklasse zu.

Haftungsausschluß:
Die hier beschriebenen Modifikationen sind ausschließlich experimenteller Natur. Modifikationen an einem Schweißgerät sind ausdrücklich geschultem Personal vorbehalten
[!], was für den Autor zutrifft.
Für daraus resultierende Schäden gleich welcher Art kann der Autor keine Verantwortung übernehmen.
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Bei den Erläuterungen habe ich ein großes Augenmerk auf Betriebssicherheits-Aspekte gelegt.
Natürlich ist nichts, was ich hier schreibe, neu. Die kreative Arbeit war es, das Ganze zusammen zu bringen.

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Über das "Masse"- Kabel und (keine) Erdung

Überwältigt von der Flut der Eindrücke (ich erinnere mich an meine erste Fahrstunde...) übersah ich, was mir als Elektroniker hätte auffallen müssen, nämlich daß die als "Masseklemme" bekannte Klemme ein totaler Schrott war -
und entsprechend schlecht wollte auch der Lichtbogen zünden. Ohne eine gute "Masse" Verbindung  kein Arbeiten - daher wurde dies zuallererst bereinigt.
Ich habe hier ausgiebig darüber gesprochen. Eine entsprechende Klemme hoher Qualität kostet lächerliche Eur 9. Ich empfehle das Aufrüsten dringend. Man vergesse nicht, daß auch die Kontaktstelle entsprechend beschaffen sein muß. Das bedeutet in der Regel - sauber.
Auf der Suche nach einer geeigneten Ersatzklemme bin ich auf einen wichtigen Sicherheitsaspekt[1] gestoßen: die Erdung. Das sehen wir uns genauer an, immerhin haben wir es mit horrenden Strömen zu tun.

Genau wie im Englischen scheint es im deutschen Sprachraum kein Bewußtsein dahingehend zu geben, daß es sich hier zwar sehr wohl um eine "Masse" handelt, welche aber ein willkürlich gewähltes Bezugspotential darstellt, die
bei MIG/MAG positiv oder negativ oder sogar Wechselspannung sein kann.

Der Name suggeriert noch dazu, daß es eine Art Erdung ist. Das System ist jedoch nicht geerdet, jedenfalls, so weit die Schweißpannung betroffen ist.


Im Englischen ist die Verwirrung noch durch die Namenswahl (ground, was Masse und Erde meinen kann) viel größer,
jedenfalls ist dort aber die Verwendung einer (Stab-) Erdung im professionellen Bereich Pflicht. Man spricht dort also, wenns genau hergeht, von work clamp und work lead
[2]. Die entsprechenden korrekten deutschsprachigen Ausdrücke wären Werkstückklemme bzw. Schweißstromrückleitung[1], und diese sollen auch verinnerlicht werden, um nicht weiterhin dem im Internet kursierenden Wust von Falschaussagen auf den Leim zu gehen. Entsprechende Österreichische Regeln habe ich bisher auch einige gefunden.

Ein kurzer Exkurs der erklärt, warum Schweißtische nicht geerdet werden dürfen:



"VDE schreibt völlig unmißverständlich vor, dass ALLE Metallkonstruktionen in den Potentialausgleich mit einbezogen werden müssen. (Geländer, Tische, Fensterrahmen, etc. etc.) und da gibt es auch keine Ausnahme für Schweißtische. BGI553 3.5 KANN sich daher nicht auf geerdete Tische beziehen, sondern meint das ABSICHTLICHE Erden eines Poles.

Schweißstromkreise dürfen DESHALB nicht geerdet werden, da dadurch das Auftreten vagabundierender Ströme geradezu heraufbeschworen würde. An einem vorschriftsmäßig geerdeten Tisch würden nahezu ZWANGSLÄUFIG solche Ströme auftreten.
"

Beachte:
wir kennen die Richtigkeit dieser Aussage nicht (weil ohne Quellenangabe), sie erscheint jedoch logisch.
Vagabundierende Ströme: damit ist gemeint, daß z.B. im Falle daß eine Werkstückklemme einen schlechten Kontakt macht und der Schweißtisch über den PE-Leiter der Netzversorgung geerdet ist, der Strom versuchen könnte, über den PE Leiter zur Schweißstromquelle zurückzufließen, wofür er jedoch niemals ausgelegt ist. Das kann zu einem stillen Verglühen des PE-Leiters führen, was in einem späteren Fehlerfall einen FI-Schutzschalter (heute RCD genannt) am Auslösen hindern würde.
Für uns gilt also hauptsächlich:

Alle Kabel zum und vom Schweißgerät müssen intakt sein. Ein korrekter Zustand der Netzinstallation samt  FI-Schutzschalter ist Voraussetzung. Eine separate Erdung des Schweißtisches ist nicht notwendig und gegebenenfalls sogar unzulässig.

Die Schweißspannungen bei MIG/MAG Heimwerkergeräten liegen allesamt unterhalb der höchstzulässigen Grenzen für Kleinspannung.

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Der Drahtvorschub des EASY 170

Wie schon hier erläutert, läuft der Vorschubmotor nach und erzeugt nach dem Loslassen des Trigger-Knopfes noch lästigen Drahtvorschub undefinierter Länge. Das erfordert fast jedesmal nach dem Absetzen ein Einkürzen des Drahtes auf das richtige ESO (= Electric Stick Out, s. Kap. Fülldraht).

Dies ist anscheinend Merkmal fast aller Geräte im unteren Heimwerker Preis-Segment. Es wird jeder Cent gespart...
Glücklicherweise ist das leicht zu beheben, wie an obiger Stelle erläutert. Ich empfehle auch, diesen Umbau zu machen, er beziffert sich auf ca. 20 Euro.

Ein möglicherweise weiteres Problem wird dadurch erzeugt, daß die Gleichspannungsversorgung des Drahtvorschub Motors von der Schweißsspannung abhängt, welche unter Lastanforderung (beim Schweißen) natürlich stark variiert. Das ist gerade beim Zünden des Funkens störend, bei dem es einen vollen Kurzschluß gibt und die Spannung in einem kurzen Zeitintervall von Leerlauf auf Last springt. Die krude Geschwindigkeitsregelung kann das nicht ausgleichen. Bei manchen Geräten führt das dem Vernehmen nach so weit, daß das Gerät relativ unbrauchbar wird.
Das Nachfolgemodell  MIG 170 (welches mein Bruder hat), hat schon eine separate Wicklung auf der Sekundärseite zur Verfügung und hat dieses Problem somit NICHT.
Die einfache und unkaputtbare Lösung ist es, eine separate DC-Hilfsspannung (wenn auch ohne Kondensatorglättung) bereitzustellen.

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Einstellung der Schweiß-Parameter am EASY 170

Als Laie und besonders als Autodidakt sehnt man sich natürlich nach  ein paar Kochrezepten, um relativ rasch zu einem Ergebnis zu kommen, das nicht gleich ganz entmutigend ist. Um es kurz zu fassen: Manni´s Anleitung zur Einstellung der Schweißparameter bei MIG/MAG , in dem er einfach mal alle Regler (in diesem Fall Spannung und Vorschub) auf Mitte stellt und dann das Resultat sieht und hört, ist unschlagbar. Ja hört, denn das Geräusch ist ein untrügliches Indiz.


"die Maschine muss summen wie ne Biene Junge!"
... sagte der Meister immer

Aber der Reihe nach.
Ich habe also diverse Programme heruntergeladen (Apps sagt man wohl auf dem Mobiltelefon), die Schweißparameter einstellen. Viele davon richten sich an den Profi und sind uninteressant.

Eine vielversprechende war die gratis Fronius App (WeldConnect), bei der man Strom, Spannung und Vorschub nebst der Art der Schweißstelle auswählen kann, jedoch scheitert sie bei meinem Güde an einigen Dingen:
  • transformatorbasierte MIG/MAG Geräte älterer Bauart (heute sind es alles vollelektronische Geräte) haben in der Regel nur zwei Knöpfe: Leistung und Drahtvorschub, und zwar beide mechanisch.
    Bei dieser Schweißart erzeugt der Ausgangstransformator eine Konstantspannung (in gewissen Grenzen jedenfalls), welche sich von den Stab-Elektrodenschweißgeräten unterscheiden, die Konstantstrom abgeben. Darüberhinaus sind erstere regelmäßig mit einem Gleichrichter und einer Glättungsdrossel ausgerüstet. Der Regler für die Leistungsstufen stellt einfache Anzapfungen des Transformators dar, welche also verschiedene Spannungen ausgeben. Für jeden dieser Bereiche gibt es also eine maximale Leistung, welche sich in der Tiefe des Einbrandes niederschlägt. Der Strom wird, wie bei Konstantspannung zu erwarten, dabei variieren. Eine stärkere Elektrode (stärkerer Drahtdurchmesser) bewirkt einen größeren Strom, höherer Vorschub ebenfalls. Den Strom an sich kann man also bei diesen Geräten nicht beeinflussen.
  • Man wählt bei diesen Geräten also vorerst eine ungefähre Leistungsstufe aus. Als Hilfswert kann man von der Faustregel ausgehen, daß für einen Millimeter Stahl ein Strom von 30A benötigt wird. Das ist jedoch meßtechnisch kaum zu bewerten, jedoch gibt die Einbrandtiefe und Nahtoptik darüber nähere Auskunft.

    Wenn man also z.B. von 2mm Stahl ausgeht, und das Gerät (im Beispiel das Güde) max. 140A liefern kann, so ergeben sich bei 140/30 ungefähr 4 Bereiche für 1mm Inkremente. Bei 8 Stufen werde ich also mal bei 4-5 anfangen. Den Vorschub stellt man wie im Video beschrieben, per Ohr ein. Anhand der Nahtoptik muß man den Leistungswahlschalter nach unten oder oben korrigieren.

    Es hat sich gezeigt, daß bei 0,9mm Fülldraht (bei Fülldraht überhaupt, weil er mehr Einbrand erzeugt
    [3]) eher nach unten korrigiert werden muß.
  • Eine Messung der Parameter scheitert an folgenden Unklarheiten: wie mißt z.B. Fronius die Parameter? 
    • Ist die Spannung ein RMS Wert, Mittelwert, oder sonstwas?
    • Wo ist die Spannung gemessen? Im Gerät oder am Brenner? Das kann einen riesen Unterschied machen.
    • Wird die Spannung unter Last bewertet?
    • Wie wird der Strom gemessen? Momentanwert, integriert?
Ich habe die Schweißspannungen der jeweiligen Stufen gemessen. Es war mir bewußt, daß das einfache Meßgerät auf eine sinusförmige 50Hz Wechselspannung ausgelegt ist und alle davon abweichenden Kurvenformen falsche Ergebnisse liefern würden. Viel mehr Fehler jedoch habe ich mir von der Tatsache erwartet, daß ich ja im Leerlauf messe. Die Werte reichen von 19V bis 28V. Man kann die gleichbleibend größer werdenden Spannungsschritte schön erkennen, doch werden die Werte selbst nur Hausnummern bleiben. Jedenfalls stehen sie in keiner Relation zu den viel niedrigeren Werten, welche z.B. die Fronius App angibt, von denen wir wie gesagt nicht wissen, wie sie zustande kamen. Ob es eine Normung gibt, entzieht sich meinem Wissen, ich bezweifle es aber, da diese Messungsangaben erst in jüngster Zeit mit dem Erscheinen von vollelektronischen Geräten aktuell wurden.
  • Wie und wo würde ich also am Güde diese Werte messen?
  • Wie messe ich den Drahtvorschub? Noch dazu, wo der Vorschub (durch die Kopplung zur Schweißspannung) quasi-synergistisch erfolgt und somit nicht konstant ist.

Den Drahtvorschub habe ich gemessen, einfach mit der Stoppuhr. Natürlich ist das nicht wissenschaftlich, aber es gibt ein Maß. Dabei ist herausgekommen, daß die Regelkurve bis ca. 3/4 des Drehwegs des Potentiometers ziemlich linear war, und dann stark angestiegen ist. Das ist jedoch nicht dramatisch.

Es ist somit ganz klar, daß diese App für uns ziemlich nutzlos ist. Ich gehe sogar so weit zu glauben, daß sie ausschließlich für Fronius Geräte taugt, weil die oben erwähnten Meßmethoden (hoffentlich) in die App eingeflossen sind. Sollten sie auch für andere  Geräte taugen, wäre das somit eher ein astronomischer Zufall.

Hier erkennt man auch sofort die Gefahr dieser Geräte: Was wenn ich einen Draht habe, der dort nicht gelistet ist? Was wenn das Programm  stur ist und mich den Parameter gar nicht oder nicht ausreichend korrigieren läßt?

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Fülldraht

Fülldraht (im Weiteren: FD)  wird anscheinend global gesehen in viel größerem Maße verwendet als man meint, besonders in der Schwerindustrie, da das Verfahren viele Vorteile bringt[4].



"Flux cored arc welding is the most productive of the manual welding processes! When comparing MIG welding to flux core arc welding, there is a huge gap in production, in the amount of weld per hour. (...)

Flux core arc welding for this reason is primarily used in the shipbuilding industry."


- GoWelding: FCAW Flux Cored Arc Welding Information
https://gowelding.org/welding/fcaw-flux-cored-arc-welding/


Hier sei nur so viel gesagt, daß ich im Weiteren von selbstschützenden FD (engl. self shielding flux oder core wire) spreche, welcher, wie der Name nahelegt, kein Schutzgas benötigt. Es sei aber betont, daß es auch sehr viele Fülldrähte gibt, welche sehr wohl mit Schutzgasen verschweißt werden. Diese decken jedoch Spezialgebiete ab, die uns hier nicht interessieren.

FD ist prinzipiell mit der Stabelektrode verwandt, insofern er wie diese ein Flussmittel enthält, welches die Oxidschichten aufbricht, eine Glocke aus schützendem Gas erzeugt, und sonst viele Eigenschaften hat, die das Schmelzbad günstig beeinflußt.


Da ich, wie erwähnt, im Freien schweiße, ist die Anwendung von normalen Schutzgasen kaum möglich, weil diese leicht ein Opfer des Windes werden.

Zum Vorschub des FD gibt es eigene Transportrollen, welche gezahnt sind (oft U-Nut). Der vergleichsweise weiche Draht würde in einer normalen, nicht gezahnten V-Nut deformiert werden und zu Vorschubproblemen führen. Ich habe hier darüber ausführlich gesprochen.

Wer Stabelektroden kennt, weiß um die Rauchentwicklung. Diese Dämpfe entstehen auch bei Verwendung von FD, und sie sollten tunlichst bestens abgesaugt werden, bzw. nicht eingeatmet werden.
Meine 3M Halbmaske der Serie 6000 passt glücklicherweise hervorragend unter den Schweißhelm. Mit den entsprechenden Filtern ist man damit bestens ausgerüstet, denn FD´s erzeugen um eine Größenordnung mehr an giftigen Stoffen als normale Drähte. (mehr dazu im Kap. Persönliche Schutzmaßnahmen)

Wie Stabelektroden, erzeugt FD eine gewisse Menge an Schlacke auf der Naht. Wenn man absetzt, ist diese vorher zu entfernen. Am besten gehen Vliesscheiben, die nützen sich aber auch rapide ab, besonders wenn das Material uneben ist oder gar scharfe Kanten aufweist. Rotierende Drahtbürsten entfernen zwar die Schlacke gut (besonders die feinen), jedoch schmieren diese eine schwarze Schicht auf, die das erneute Zünden der Elektrode erschweren.
Der erste Unterschied zum standard Stahldraht ist also, daß man nicht ohne weiteres wieder an derselben Stelle weiter schweißen kann, ohne vorher die Schlacke zu entfernen.


Reinige die Schweißstelle von Schlacke, bevor Du weiter machst.


Zweitens, FD erfordert ein anderes stick-out, also den Abstand zum Schmelzbad. Der relevante Abstand ist hier derjenige vom Schmelzbad zur Stromdüse, welcher im überwiegenden Fall nicht mit der Kante der Gasdüse übereinstimmt. Der Englische Ausdruck dafür ist ESO (electrical stick-out)
[5].
Das Stick-Out ist ein Begriff, der den Abstand von der Strom-Düse zum Werkstück bezeichnet. Genaugenommen ist es der elektrische Stick-Out, denn man könnte auch verschiedene andere Anhaltspunkte bezüglich der Spitze des Brenners (das sog. Physische Stick-Out), z.B. (naheliegenderweise) die Vorderkante der Gasdüse als Referenzwert nehmen.
Der (Stahl-) Draht hat einen um den Faktor 30 höheren Widerstand als Kupfer, also ab der Spitze der Stromdüse bis zum Werkstück bzw. Schweißbad durchläuft der Strom einen relativ hohen Widerstand. Dies führt zum Vorerhitzen des Schweißdrahtes. Der Schweißstrom erzeugt einen Spannungsabfall an diesem Widerstand, was die Ausbildung des Lichtbogens und den resultierenden Strom bzw. die Ausformung des Schmelzbades und die Eindringtiefe beeinflußt. Das ist vor Allem beim Schweißen von Dünnblech nützlich.
Bei einem normalen Stahldraht geht man von ca. 10mm aus, bei FD vom doppelten! Doch auch das ist mit Vorsicht zu genießen:
Grundsätzlich sollte jeder Hersteller im Datenblatt einen Wert für das ESO angeben, die meisten von uns werden diesen bisher jedoch ignoriert haben. Das Datenblatt des FDs Hyundai Supershield-11 spricht von 20mm. Aber Achtung: die Angabe bezieht sich auf einen Draht von 1.2mm - wir Heimschweißer (nicht zu verwechseln mit einem ähnlich klingenden Wort aus der Filmbranche ohne "w"!) werden kaum so einen Klavierdraht verwenden.

Ich bin dann über das Datenblatt des Lincoln Innershield NR-211-MP gestoßen (beide haben dieselbe AWS Klassifizierung E71T-11, also für  allgemeine Arbeiten in allen Schweißpositionen), und dies ist schon genauer in Bezug auf das ESO:
  • 0.9mm FD ESO= 10mm
  • 1.1mm FD ESO= 14mm
  • 1.7mm FD ESO= 19mm
  • 2.0mm FD ESO= 19mm
  • 2.4mm FD ESO= 19mm

Anmerkung: der Parameter für ESO heißt bei Lincoln CTWD - Contact Tip to Work Distance.

Wenn man diese Tabelle auf 1.2mm interpoliert, ergibt sich ca. 15mm ESO. Wenn wir annehmen, daß beim Hyundai der Sprung ähnlich ist,  können wir also rückrechnen, daß der Supershield-11 mit 0,9mm  ein ESO von 20/1,5 = 13mm hat. Also etwas mehr Abstand als sonst bei MAG.

Im Vergleich dazu (nur als Beispiel) der Hobart Fabshield 21B mit derselben Klassifizierung
E71T-11:
  • 1.2mm FD ESO= 13mm
  • 2.0mm FD ESO= 19mm
Wir liegen mit dieser Schätzung also sicher im guten Bereich. Nehmen wir also vorerst mal als Arbeitshypothese:

Der Fülldraht braucht ein elektrisches stick-out, das etwas größer als bei MAG ist. Ein guter Startwert für 0,9-er Draht ist 13 mm.
Entferne immer den Überstand und
eine Perle, der sich evtl. an der Drahtspitze bildet.

Dieser erhöhte Abstand bedeutet einen höheren Widerstand zwischen Stromdüse und Schmelzbad, welcher den Draht stärker erhitzt, und damit die Inhaltsstoffe des Röhrchendrahtes optimal verdampfen. Dadurch verbessert sich das Ergebnis und die Neigung zum Spritzen sinkt stark. Sollte der Draht unsachgemäß gelagert worden sein, sodaß sich die Chemie im Inneren mit Feuchtigkeit angereichert hat, wird diese hier verdunstet. (Stabelektroden müssen aus dem selben Grund regeneriert werden.)
Das führt uns auch zu einem wichtigen Punkt:


Lagere Fülldraht immer trocken, damit die
Füllung nicht Feuchtigkeit anzieht.

Schweißdraht Klassifizierung nach AWS:



"AWS steht für American Welding Society, die Amerikanische Gesellschaft für Schweißtechnik. AWS veröffentlicht u.a. Spezifikationen und Regelwerke im Bezug auf Schweißtechnik, welche besonders beim Stahlbau als Grundlage für Qualifizierungen von Herstellern und Schweißtechnik angezogen werden."

- TÜV Nord : AWS - American Welding Society
https://www.tuev-nord.de/de/asme/aws-tuev-nord/


Der für den Heimwerker infrage kommende selbstschützende FD sei hier aufgeschlüsselt, z.B gehören die oben genannten beiden Drähte (Lincoln und Hyundai) der Kategorie E71T-11 an. Anhand der Aufschlüsselung
[6] erfahren wir, daß es sich um eine
  • stromführende Elektrode (E) handelt, mit einer
  • Verbindungsstärke (engl. tensile strength) von 70.000 psi (7), für
  • alle Schweißpositionen geeignet (1),
  • selbstschützend (T),
  • 11 bedeutet
    • DCEN
    • Sprühlichtbogen
    • zur allgemeinen Verwendung
    • für alle Positionen geeignet
    • hohe Geschwindigkeit
    • überschweißbar (engl. multi-pass)
Elektroden die diese Klassifizierung erhalten wollen, müssen diese bei der AWS einreichen. Diese werden dort einer eingehenden praktischen Prüfung unterzogen und erhalten bei positivem Resultat dann diesen Titel. Die oft erwähnten -G Elektroden ("für allgemeine Arbeiten"), bzw. -GS Elektroden (explizit für single pass, daher nicht überschweißbar), sind nicht nach AWS klassifiziert. Das bedeutet daß die angegebenen Daten (z.B. die Verbindungsstärke) reine Hausnummern sind, Behauptungen des Herstellers also, und es dem Kunden obliegt, darüber zu urteilen. Vielleicht steht das "G" für "Glauben". Der Hersteller erspart sich also den sicher aufwendigen und kostenintensiven Klassifizierungsprozess. Darauf muß man achten, und ich vermute, in den Testberichten werden hier manchmal Äpfel und Birnen vermischt. Wenn man also mit einer T-11 Elektrode eines bestimmten Herstellers vertraut ist, kann man bei einer T-11 Elektrode eines anderen Herstellers schon wissen, was man zu erwarten hat. Das wird bei einer T-GS Elektrode nicht der Fall sein[7]. Allerdings muß das nicht heißen, daß die Elektrode auch tatsächlich minderwertig ist. Bei umetikettierter Chinaware wäre ich da aber vorsichtig. Z.B. hätte ich bei dem unten erwähnten INETUB keine Bedenken.
Materialeignung:

Es ist auch immer von "carbon steel" die Rede, also Kohlenstoffstahl. Doch jeder Stahl ist ein Kohlenstoffstahl, es kommt nur auf die Menge darauf an.



"The term carbon steel may also be used in reference to steel which is not stainless steel (...)"
"(...) a higher carbon content reduces weldability."

- Metallica : What is carbon steel?
https://www.steelpipesfactory.com/what-is-carbon-steel/


Zumeist bezieht sich der Hersteller jedoch auf "mild steel", was niedrig- oder mittel legierte Stähle bedeutet, um eine Unterscheidung zu hochlegierten Stählen deutlich zu machen. "Manganese Steel" ist Mangan-Stahl oder Manganit (sehr hart).

Fast alle selbstschützenden FD´s, die am Konsumentenmarkt angeboten werden, können auf Zink schweißen und sind weniger empfindlich für rostigen Untergrund.
Hinweis: Die Tatsache, daß ein FD auf Zink schweißen kann, heißt nicht, daß die Verbindung auch gut ist. Außerdem sind Zinkdämpfe ungesund. Zink also immer vorher entfernen, wenn möglich, beidseitig. Vergiss auch nicht den Weg des Schweißstromes zurück: auch die Stelle, an der die Werkstückklemme angebracht wird, muß sauber sein!
Auswahl eines passenden Fülldrahtes:
  • Ein wichtiges Entscheidungskriterium ist die anvisierte Aufgabe. Es ist ein Unterschied, ob man Autoblech oder Stahlträger schweißen will. Je dicker der Draht, desto höher die Stromstärke, die dem Gerät abverlangt wird. In der Regel sind die kleinen Heimwerkergeräte mit einem 0.8mm (0.030") besser dran als mit einem 0.9mm (0.035") Draht. Hier[8] sind einige hilfreiche Informationen zu diesem Thema aufgeführt. Natürlich kann man auch dickere Werkstücke schweißen, dann allerdings muß der Draht für Mehrlagenschweißen gelistet sein.
    Das gilt für alle T-11 Drähte, für alle T-GS Drähte nicht. Letzere Kategorie dürfte zu viel Mangan enthalten, was beim Überschweißen zu Versprödung und dadurch zu einer Verringerung der Verbindungsfestigkeit führen kann.
  • Andererseits kann man auch mit einem 0.9er Draht gute Punktschweißnähte auf dünnen Blech setzen.
  • Erhältlichkeit. Ich kann mir einen wunderschönen Draht wünschen, doch er muß auch erhältlich sein.
  • Er muß außerdem auch in der Spulengröße erhältlich sein, die ich gerne hätte und im Gerät unterbringen kann.
Meine eigenen Erfahrungen:

Der Hyundai Supershield-11 Draht wurde von Manni im Artikel Welcher Fülldraht ist der Beste? empfohlen und ist in der Tat gut brauchbar. Ich habe keine Vergleichswerte darin, ob die Schlackenbildung, Rauchbildung und Neigung zum Spritzen gering sind. Hyundai scheint überraschenderweise ein riesiges Segment an Schweißdrähten im Produktportfolio  zu haben und somit einer der großen Namen in der Industrie zu sein.
Die anderen von Manni getesteten Drähte sind T-GS Typen. Es liegt nahe zu vermuten, daß er hat einen Endorsement Deal mit dem Händler hat.
Ich habe damit 1mm Autoblech geschweißt, das Punkten von Stoßnähten und überlappenden Nähten war perfekt möglich. Durchschweißen ist etwas für Könner, denke ich, und vor allem nicht mit einem 0.9 er Draht. Dafür wäre dann ein 0.6er Draht besser (den es von Hyundai nicht gibt). Der Draht ist außerdem für das Leistungsprofil einer der absolut erschwinglichen FDs und gut erhältlich.
 
Der Rolls Royce scheint dem allgemeinen Tenor nach der Lincoln 211er Draht zu sein, der ist aber auch entsprechend teuer und schwer erhältlich. Beide gehören der T-11 Klasse an, werden sich also nicht viel nehmen. Die optimalen Einstellungen
wird man doch jedesmal ermitteln müssen.

Man kann sich bei den Amerikanern schon ein bißchen informieren, denn einige der dort gelisteten FD´s sind auch hier gut erhältlich
[9], andere allerdings gar nicht. Man tut gut daran, sich an einen Markenhersteller zu halten, besonders im Hinblick auf die T-11 Klassifizierung (s.  auch den Absatz Draht Klassifizierung nach AWS), was nicht heißt, daß nicht auch andere Produkte gut sein können. Der T-11 Draht ist sozusagen "universal".

Heimwerkerfreundliche Liste:
Mit diesen Hinweisen kannst Du jederzeit einen geeigneten FD auswählen.
Die Liste ist wertungsfrei, doch nach Erhältlichkeit gereiht. Ich habe Markendrähte ausgewählt die für Heimwerkergeräte infrage kommen (<1mm) und die auch hierorts zum Zeit der Veröffentlichung erhältlich sind (Spulengröße und Drahtstärke). Wie erwähnt, beziehe ich keinerlei Vorteil aus dieser Auflistung. Getestet habe ich nur den Hyundai, auf die anderen bin ich durch die auffallend häufige Nennung bei den Ami´s gekommen. Nochmal ein Hinweis auf den T-GS Draht: nicht überschweißbar wegen des hohen Manganggehaltes. T-GS Typen wahrscheinlich untereinander nicht kompatibel.
Hersteller
Bezeichnung
AWS Typ
Durchm.
mm
Spulen
größe
Stick-Out
(CTWD) mm
Anmerkungen
Hyundai
(Korea)
Supershield-11 E71T-11 0.9
2 kg / 5 kg
>13mm
(geschätzt)
sehr gut erhältlich (DE)
preiswert (ca. Eur 40 für 5kg)

Supershield-GS
E71T-GS


den gibts auch, hier nicht gesehen.
Lincoln INNERSHIELD NR-211-MP E71T-11 0.9 5 kg
13-16 bei 1 Anb.erhältlich (CH)

   




    sehr teuer (ca. Eur 150)
Ine
(Italien)
INETUB BA71TGS
INETUB S71TGS
E71T-GS 0.8 5 kg k.A.
(geschätzt
13mm)
1 Anb. (AT), S  Typ scheint ident mit
BA Typ (2kg) zu sein.

    



5 kg Rolle sehr teuer  (ca. Eur 170)
keine Antwort aus Italien
   
ESAB*
(USA)
Coreshield-11 E71T-11 0.9 5 kg 9.5mm keine Information
keine Antwort aus USA







Kiswel **
(Korea)
K-NGS
E71T-GS 0.8, 0.9
5 kg
k.A. keine Information
Information unterwegs

K-NGS11 E71T-11 0.8, 0.9 5 kg k.A. keine Information
* zu ESAB: ESAB ist ein international agierender Konzern, die Elektroden dürften respektabel sein. Als T-11 Typ ist sie sicher mit den anderen vergleichbar.
** zu Kiswel: Der Draht wird oft angesprochen, ich habe aber noch keinen seriösen Händler vor Ort ausfindig machen können. Es dürfte sich bei diesem Hersteller um einen big player für die Schwerindustrie und den Schiffsbau handeln. Der Hersteller ist in Korea, die Amerikaner sind nur eine Dependance und haben eine reduzierte Produktpalette. Der T-11 Draht wird dort gar nicht gelistet.

Irgendwie habe ich den Eindruck, daß diese großen Firmen kein Interesse daran haben, dem kleinen Anwender ihre Produkte zu verkaufen. Natürlich bringt eine Werft mehr ein.

Die Entscheidung dürfte vorerst klar sein.

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Polarität der Schweißspannung

Alle selbstschützenden FD´s, welche mir bisher untergekommen sind (
Elektroden des T-11 Typs[6]), haben im Datenblatt "DCEN" stehen (was Verschweißen mit Gleichspannung und Elektrode negativ bedeutet) oder auch polarity: (-) oder etwas ähnliches.
Vergleiche: MIG/MAG würde DCEP verwenden. Aluminium benötigt sogar  AC....

Fülldraht Elektroden des T-11 Typs  benötigt immer Minus an der Elektrode

Das EASY MIG und MIG 170 und ähnliche Heimwerkergeräte haben im Drahtfach die Klemmen zum Umpolen, sofern es sich um Kombigeräte handelt, welche beide Drahtarten verschweißen können. Manche Kleingeräte (dezidierte FD Geräte mit max. 2kg Spulen)
haben oft keine veränderliche Polarität. Die richtige Polung ist wichtig, ansonst spritzt es unglaublich. Man sagt, die Hitze geht dorthin, wo die Elektronen hingehen, das hat was damit zu tun.
 

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Rüsten

Der erfahrene Schweißer wird diesen Punkt schon kennen, doch vielleicht gibt es für FD einige Eigenheiten.
Installiere die gezahnte Vorschubrolle korrekter Dimension.
  • Stelle einen Andruck ein, der zwar den Draht sicher transportiert, aber beim Blockieren stoppt.
    Der optimale Andruck ist um Einiges geringer als bei Massivdraht, weil der FD sehr weich ist und leicht deformiert wird.
  • Entferne die Gasdüse (welche zwar so heißt, aber in diesem Fall kein Schutzgas transportiert) und die Stromdüse.
  • Schiebe den Draht von Hand  in die Seele (Metallseele verwenden). Dies verhindert Beschädigungen, wenn der Draht irgendwo blockiert.
  • Wenn der Draht herauskommt, schraube eine Stromdüse mit dem richtigen Durchmesser auf. Eine falsche (zu große) Stromdüse bringt schlechten Kontakt und Verluste, welche ein unregelmäßiges Schweißergebnis erzeugen. Bedenke, daß die Stromdüse jener Punkt ist, an dem der Strom auf den Schweißdraht übertragen wird.
  • Bei selbstschützendem FD schraube eine Fülldraht “Gas”-Düse auf, welche vorne durch das Keramikteil geschlossen ist. Das verhindert das Eindringen von Metallteilchen und Kurzschlüssen.
Der Ausdruck "Gasdüse" hat sich für dieses Objekt etabliert, obwohl hier natürlich bei selbstschützenden FD kein Gas transportiert wird. Es ist mir nicht bekannt, ob es einen "wissenschaftlichen" Ausdruck dafür gibt, Bei gasgeschützem FD wird natürlich eine konventionelle Gasdüse verwendet.
Anmerkung: der Brenner des Güde MIG 170 und EASY 170 verwendet M6 Stromdüsen und 12mm Gasdüsen. Der Hyundai Supershield-11 ist ein 0.9mm Draht, also 0.9mm Stromdüsen verwenden. Für stärkeren Draht reicht die Leistung des Gerätes nicht aus. Verwende die 0.8mm  gezahnte Seite des Kombi Vorschubrades 0.6 / 0.8.

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Vorbereitung des Werkstückes

Obwohl der Hyundai FD (FD allgemein) von sich behauptet, toleranter ggü. Rost, Zunder und Verschmutzung zu sein, ist das Ergebnis aus meiner Erfahrung viel besser, wenn man die Stelle vorher reinigt, weil
  1. das Zünden des Funkens besser gelingt und
  2. die Verunreinigungen aus dem Schmelzbad ausgeworfen werden (müssen), was die Spritzerbildung weiter erhöht

von MIG sagt man, daß die Stelle klinisch sauber sein muß, daß wird allerdings bei FD nicht notwendig sein.

Zink wie immer entfernen, weil Zink
  1. als Dampf giftig ist und
  2. eine nur oberflächliche Verbindung bewirkt
auch hier bin ich von den Versprechungen der FD Marketingsprüche nicht überzeugt. Die Ergebnisse waren nach dem Entfernen des Zunders mit der Vliesscheibe (politisch höchst unkorrekt bekannt als "N*gerkeks") viel besser.
Wie in der Werbung versprochen, entfernt eine Drahtbürste nicht Alles. Z.B. wenn man nach dem Punkten den Schmauch entfernen will,  bleibt ein schwarzer Film zurück, der wie Zunder aussieht, obwohl das Material vorher blank war. Das Material sieht zwar sauber aus, aber diese Schicht verhindert eine gleichmäßiges Schweißen ohne Aussetzer. Tatsächlich entfernt die Vliesscheibe (eigentlich "Grobreinigungsscheibe") diesen Belag erfolgreich, eventuelle Unebenheiten aber entfernen umgekehrt leider auch die Vliesscheibe. Kanten sind Gift für diese. Es gibt violette, welchen man eine höhere Standzeit nachsagt als den schwarzen.
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Der Schweißvorgang selbst

Fülldraht schweißt man immer schleppend.

Im wesentlichen unterscheidet sich FD Schweißen von MIG/MAG Schweißen in zwei Punkten[10]:
  1. Brennerführung: Die Winkel sind etwas steiler (5-15° von der Vertikalen) im Vergleich zu 15-25° bei MAG. Gilt für waagrechte Schweißnähte.
  2. Schweißrichtung: Man schweißt immer schleppend. Beim stechenden Schweißen (wie meist bei MIG/MAG üblich) bewegt man die Elektrode in die Schlacke hinein. Gilt zumindest für waagrechte Schweißnähte.
Anmerkung: Beachte, ob der Draht für steigende und Überkopfarbeiten geeignet ist. Das entnimmt man dem Datenblatt. Der Hyundai und alle T-11 Drähte sind für alle Arbeiten geeignet. Siehe auch den Absatz Draht Klassifizierung nach AWS
  • Wenn man den Vorgang unterbricht und wiederaufnehmen will – vorher die Schlacke entfernen, sonst startet der Lichtbogen schlecht, man schweißt in die Schlacke und erzeugt endlose Spritzer.
  • Schlacke am besten heiß noch entfernen.
  • Vor dem Neustart, kürze den Draht auf die korrekte Länge ein. Entferne einen allfälligen Pfropfen am Drahtende.
  • Kontrolliere nach längerem Arbeiten, ob der Keramikteil an der Spitze mit Metallspritzern verschmutzt ist, was einen schleichenden Kurzschluß erzeugen kann.
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Spritzerbildung minimieren

Die Neigung zum Spritzen ist viel ausgeprägter als bei normalem Stahldraht. Man weiß von diesem, daß z.B. CO2 mehr zum Spritzen neigt als Argon, also eine Frage des Schutzgases. Dasselbe ist auch beim FD der Fall. Deshalb gibt es teurere FD´s, die hier besser sind. Um die Spritzer zu Minimieren, kann man jedoch einiges tun, und deshalb sei diesem Thema hier ein eigenes Kapitel gewidmet.


Fülldraht spritzt mehr als normaler Stahldraht. Punkt.
Aber Du kannst die Spritzerbildung minimieren.

Nachfolgende Punkte sind erwiesenermaßen geeignet, um die Neigung zur Spritzerbildung zu minimieren (Quelle u.a.:[10]). Achte also auf:
  • die Parametereinstellung. Ob das Schweißbad zu heiß oder zu kalt ist erkennst Du am Geräusch erkennen, wie üblich bei MIG/MAG. Bei beiden Zuständen wird ungeschmolzenes Material aus dem Schmelzbad ausgeworfen. Große, grobe Spritzer weisen auf einen zu hohen Drahtvorschub hin, ist er zu gering, bildet sich ein langer Lichtbogen und der Draht brennt am Brenner unter Ausbildung einer Perle ab.
  • auf gleichmäßigen Drahtvorschub. Ungleichmäßiger Drahtvorschub kann folgende Ursachen haben:
    • verschmutzte Stromdüse
    • korrodierter Draht
    • falsch eingestellter Andruck bei der Drahtfördereinrichtung
    • schlecht auf der Rolle aufgewickelter Draht
    • falsche / verschlissene Drahtseele im Schlauchpaket
  • die Auswahl der richtigen Stromdüse
  • eine gute Rückleitungsverbindung (vulgo: Masse)
  • den richtigen Abstand Brenner < > Schmelzbad (ESO). Behalte diesen während des Vorgangs bei.
  • den korrekten Winkel des Brenners. Ein zu flacher Winkel erhöht die Neigung zu Spritzern und verringert die Eindringtiefe. Die Hitze geht immer in die Richtung der Elektrode.
  • die Korrekte Polarität der Schweißspannung
  • Sauberkeit der Schweißstelle, Schmutz wird ausgeworfen
  • die Umgebungs Luftfeuchtigkeit. Bei höherer Feuchtigkeit steigt die Neigung zum Spritzen.
  • die Auswahl des Drahtfabrikates.
  • Entferne eine allfällige Perle an der Drahtspitze. Dieser muß beim Beginnen des Vorgangs erst weggeschmolzen werden und verzerrt den Lichtbogen. Kontrolliere in diesem Sinn auch ob Deine Drahtvorschubeinstellung stimmt (s. oben).
  • Die Geschwindigkeit des Schweißens hat auch einen Einfluß auf die Spritzerneigung.
  • Verwende Trennspray für jene Teile, die sauber bleiben sollen, das verringert den Aufwand an Nacharbeit.
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Persönliche Schutzausrüstung

Fülldraht erzeugt dramatisch viel mehr an
giftigen Schweißrauchen als MIG/MAG.
Schütze Dich davor.


Aus nahe liegendem Grund ein Hinweis auf die erhöhten Anforderungen in punkto PSA (besonders Atemschutz):
  • Verwende einen Atemschutz oder arbeite ausschließlich in gut belüfteter Umgebung. Der FD Schweißrauch wird als stark schädigend eingestuft[11]
Die 3M Halbmaske 6000 mit ABEK-1 Einsätzen 6059 geht bei meinem Helm gut drunter, und evtl. P2 oder P3 Vorsatz 5925. Ebensogut geht auch der 2138 Partikelfilter anstatt 6059 für "reine" Schweißrauche). Auch an dieser Stelle sei erwähnt, daß ich keinerlei Vorteil aus dieser Auflistung beziehe. Ich erwähne sie nur, weil oft behauptet wird, daß man unter dem Automatikhelm keine Halbmaske verwenden könne. Das wird auch bei manchen so sein. Der (FF)P2/3 Vorsatz geht bei mir z.B. schon nicht mehr, die ABEK-1 Filter sind aber möglicherweise ohnehin übertrieben. Ich verwende jetzt die 2138 Partikelfilter mit Aktivkohle auf der Halbmaske. Sehr flach, kein wahrnehmbarer Geruch. Mit der Halbmaske hat man keinerlei Kondenswasserbildung am Helmglas (oder auf der Brille), die Einwegmasken hingegen habe ich nach 5 Minuten verflucht. In diesem Fall gibt´s für mich nur das Markenprodukt. Etwas suchen, die Preise variieren dramatisch.
  • Für den Helm, verwende eine Lichtdämpfung wie bei MAG üblich[12]:
    • bis 70A Stufe 8
    • bis 100A Stufe 9
    • bis 150A Stufe 10
  • Verwende korrekte Schweißkleidung. Das ist besonders durch die erhöhte Neigung zu Spritzern wichtig.
  • Schütze Dich vor den starken Magnetfeldern[13], indem Du die Schweißstromleitung ("das Kabelpaket") und die Rückstromleitung nahe beieinander verlegst. Ein Körperteil sollte niemals zwischen den Leitungen stehen.

Die schädlichen Auswirkungen der horrenden elektro-magnetischen Felder, welche beim Schweißen entstehen, werden gerade erst anerkannt, deshalb gibt es eine EU-Gesetzesdirektive dafür (European Directive 2013/35/EU), welche eine Harmonisierung anstrebt.
Dies läßt erkennen, daß es sich um ein ernst zu nehmendes Thema handelt.

Das Gröbste läßt sich, wie gesagt leicht verhindern, indem man ein Augenmerk darauf hat und die Kabel wie vorher empfohlen verlegt.

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Referenzen

[!] Umwelt online, Regelwerk Arbeitsschutz:  BGI 553 / DGUV-I 209-010, Abs. 3.1 Netzspannungsseite,
   
https://www.umwelt-online.de/recht/arbeitss/uvv/bgi/553a.htm

Obwohl der Lichtbogenschweißer mit dem Schweißstrom direkt umgeht, ist er dennoch keine Elektrofachkraft. Er hat auf der Netzseite der Schweißstromquelle nur die Aufgabe, Fehler an seine Vorgesetzten zu melden. Arbeiten in diesem Bereich sind für ihn unzulässig. Wie bei jedem anderen elektrischen Betriebsmittel ist hierfür allein die Elektrofachkraft zuständig.
[1] Umwelt online, Regelwerk Arbeitsschutz:  BGI 553 / DGUV-I 209-010, Abs. 3.5 Schweißstromkreis,
   
https://www.umwelt-online.de/recht/arbeitss/uvv/bgi/553a.htm
Anmerkung:  es handelt sich hier um eine ältere Version des Dokuments. Die aktuelle Version ist kostenpflichtig.
[2] Lincoln Electric: Grounding And Arc Welding Safety,
    https://www.lincolnelectric.com/en-us/support/process-and-theory/pages/grounding-safety-detail.aspx

[3] New England Institute of Technology (NEIT): What is Flux Cored Arc Welding (FCAW)? 
     https://www.neit.edu/blog/fcaw-welding

[4] Universal Technical Institute (UTI):  What Is Flux-Cored Welding?
    https://www.uti.edu/blog/welding/flux-cored-welding
    und

[5] Lincoln Electric: ESO vs. CTWD,  https://www.lincolnelectric.com/en-us/support/welding-solutions/Pages/eso-vs-ctwd.aspx
  
und
   Material Welding:
What is Welding Electrode Stickout for GMAW & TIG?
    https://www.materialwelding.com/what-is-welding-electrode-stickout-for-gmaw-tig/

[6] Lincoln Electric: Flux-Cored Electrodes’ Usability Designators: What Do They Mean?
   
https://www.lincolnelectric.com/en-us/support/process-and-theory/Pages/fcaw-usability-designators.aspx
[7] WeldItMyself (Ben Norton): E71T 11 VS E71T GS When You’re Worried About Making The Wrong Choice,
     https://welditmyself.com/e71t-11-vs-e71t-gs/

[8] WeldItMyself (Bill Byers): (How To Choose?) .030 vs .035 Flux Core Wire,
    https://welditmyself.com/030-vs-035-flux-core-wire/

[9] WeldItMyself (Bill Byers): Best Flux Cored Wire For Mild Steel And Banish Your Welding Frustrations,
    https://welditmyself.com/best-flux-cored-wire-for-mild-steel/
[10] WeldItMyself
(Bill Byers): How To Stop Welding Spatter And Tactics To Reduce It,
    https://welditmyself.com/how-to-stop-welding-spatter/
    und
  
WeldItMyself (Bill Byers):  What Is Spatter In Welding? And Why It Sucks, https://welditmyself.com/what-is-spatter-in-welding/
[11] AUVA Informationen zu krebserregenden Stoffen beim Schweißen,
    https://www.auva.at/cdscontent/load?contentid=10008.655700&version=1527593225
    und TRGS 528-
Schweißtechnische Arbeiten, Tab. 1 (S. 7),
   
https://static.safetyxperts.de/wp-content/uploads/2019/05/TRGS-528-Schwei%C3%9Ftechnische-Arbeiten.pdf
[12] Umwelt online, Regelwerk Arbeitsschutz:  BGI 553 / DGUV-I 209-010, Bild 6-2: Schutzstufen und empfohlene Verwendung
    bei Lichtbogenverfahren, 
https://www.umwelt-online.de/recht/arbeitss/uvv/bgi/553a.htm

[13] EMF Radiation from Welding – All You Need to Know, https://emfadvice.com/emf-radiation-welding/

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Aktualisierungs-Verlauf
  • 10. Okt. 2021,  Erstveröffentlichung
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