Edelstahl ist eine Legierung, die mindestens 10,5% Chrom (Cr) enthält und für seine hervorragende Korrosionsbeständigkeit und guten mechanischen Eigenschaften bekannt ist. Chrom ist das wichtigste Legierungselement in Edelstahl, da es auf der Oberfläche eine dünne, harte Chromoxidschicht bildet und das Material vor Korrosion durch Sauerstoff, Feuchtigkeit und andere korrosive Substanzen in der Luft schützt. Edelstahl gibt es in verschiedenen Ausführungen, das je nach Zusammensetzung und Verarbeitungsbedarf die technischen Anforderungen verschiedener Bereiche erfüllen kann.
Schweißen von Edelstahl bezieht sich auf den Prozess des Zusammenfügens von Edelstahlmaterialien mithilfe verschiedener Schweißtechniken. Der Schlüssel zum Schweißen von Edelstahl liegt in der Auswahl der geeigneten Schweißmethode und der geeigneten Materialien, um sicherzustellen, dass die Schweißverbindung ausreichende Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit und ein ästhetisch ansprechendes Erscheinungsbild aufweist.
Gängige schweißbare Edelstahlsorten
Unter schweißbarem Edelstahl versteht man im Allgemeinen Typen, die mit gängigen Schweißverfahren (wie WIG-, MIG-, E-Hand-Schweißen usw.) verbunden werden können und nach dem Schweißen ihre guten mechanischen Eigenschaften und Korrosionsbeständigkeit behalten.
Die Schweißeigenschaften verschiedener Edelstahlsorten variieren je nach Zusammensetzung und Struktureigenschaften. Nachfolgend sind einige gängige Arten von schweißbarem Edelstahl aufgeführt:
| Edelstahlart | Eigenschaften | Schweißeigenschaften |
| Austenitischer Edelstahl | Am gebräuchlichsten und am einfachsten zu schweißen. Gute Zähigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Schweißbarkeit. | Kann mit WIG- oder MIG-Verfahren geschweißt werden. Gängige Schweißmaterialien: 304L, 316L (kohlenstoffarme Varianten verringern die interkristalline Korrosion). |
| Ferritischer Edelstahl | Gute Oxidationsbeständigkeit, jedoch schlechtere Schweißbarkeit als austenitische Stähle. Anfällig für Versprödung in der Wärmeeinflusszone. | Erfordert eine kontrollierte Wärmezufuhr beim Schweißen. Es werden WIG- und MIG-Schweißverfahren verwendet. |
| Martensitischer Edelstahl | Enthält mehr Kohlenstoff, neigt beim Schweißen zu Heißrissen und Versprödung. | Zur Verbesserung der Schweißbarkeit werden kohlenstoffarme Varianten (z. B. 410L) verwendet. Nach dem Schweißen kann eine Wärmebehandlung erforderlich sein. |
Ist das Schweißen von Edelstahl schwierig?
Das Schweißen von Edelstahl kann eine Herausforderung darstellen, ist aber nicht unbedingt schwierig, wenn man die richtigen Schweißtechniken, -prozesse und Materialauswahl beherrscht. Der Schlüssel liegt in der Kontrolle der Wärmezufuhr, der Auswahl der geeigneten Schweißmaterialien, der richtigen Gestaltung des Schweißprozesses und der Durchführung der erforderlichen Nachbehandlung. Die richtige Beherrschung dieser Techniken ist eine wichtige Fähigkeit für Schweißtechniker.
Edelstahl reagiert empfindlich auf Wärmezufuhr. Übermäßige Hitze kann zu einer Kornvergröberung und einer Verschlechterung der Materialeigenschaften führen, insbesondere in der Wärmeeinflusszone (WEZ). Hohe Temperaturen können folgende Probleme verursachen:
Interkristalline Korrosion: Insbesondere bei austenitischem Edelstahl kann eine übermäßige Wärmezufuhr beim Schweißen zu einer Karbidausscheidung im Schweißbereich führen und so die Korrosionsbeständigkeit beeinträchtigen.
Schweißrisse: Martensitische und ausscheidungsgehärtete rostfreie Stähle sind besonders anfällig für Warmrisse.
Lösung: Kontrollieren Sie die Parameter des Schweißprozesses (wie Schweißgeschwindigkeit und Wärmezufuhr), verwenden Sie geeignete Vorwärm- und Nachwärmbehandlungen und vermeiden Sie eine übermäßige Wärmezufuhr.
So schweißen Sie Edelstahl
Beim Schweißen von Edelstahl müssen mehrere Faktoren berücksichtigt werden, um die Festigkeit der Verbindung, Korrosionsbeständigkeit und ästhetische Qualität sicherzustellen. Nachfolgend finden Sie die grundlegenden Schritte und Überlegungen zum Schweißen von Edelstahl:
1. Wählen Sie das geeignete Schweißverfahren
Zu den üblichen Schweißverfahren für Edelstahl gehören:
WIG-Schweißen (Wolfram-Inertgasschweißen): Geeignet für präzises Schweißen, ideal zum Schweißen dünner Platten und Edelstahlrohre. Es liefert hochwertige, saubere Schweißnähte ohne Verunreinigungen. Es verwendet eine Wolframelektrode und Inertgas (z. B. Argon) zum Schutz.
MIG-Schweißen (Metall-Inertgasschweißen): Geeignet für dickere Edelstahlplatten, bietet höhere Schweißgeschwindigkeiten und ist ideal für die hocheffiziente Produktion im großen Maßstab.
MMA-Schweißen (Elektrolichtbogenhandschweißen): Geeignet für dickere Edelstahlplatten und kann in Umgebungen ohne Schutzgas durchgeführt werden, erfordert jedoch gute Schweißbedingungen.
Laserschweißen: Geeignet für hochpräzises Schweißen, wird häufig im Präzisionsmaschinenbau, in der Elektronik und in anderen Bereichen verwendet.
2. Wählen Sie die geeigneten Schweißmaterialien
Die Auswahl des richtigen Füllmaterials (Schweißdraht oder -stab), das zum Grundmaterial passt, ist entscheidend. Verwenden Sie beispielsweise 304L-Schweißdraht beim Schweißen von 304-Edelstahl und 316L-Schweißdraht beim Schweißen von 316-Edelstahl. Bei kohlenstoffarmen Edelstählen (wie 304L und 316L) ist das Risiko einer interkristallinen Korrosion nach dem Schweißen geringer.
3. Vorbereitung vor dem Schweißen
Reinigen Sie das Grundmaterial: Edelstahloberflächen müssen gereinigt werden, um Oxide, Fett, Rost, Staub und andere Verunreinigungen zu entfernen. Verwenden Sie Edelstahlreiniger oder Beizlösungen.
Passen und Klemmen: Stellen Sie sicher, dass die Schweißteile richtig ausgerichtet und sicher festgeklemmt sind, um Materialbewegungen während des Schweißens zu verhindern.
Schweißparameter prüfen: Stellen Sie je nach Materialstärke und Anforderungen den richtigen Schweißstrom, die richtige Spannung und Geschwindigkeit ein.
4. Überlegungen während des Schweißprozesses
Wärmezufuhr steuern: Vermeiden Sie beim Schweißen übermäßige Temperaturen, um interkristalline Korrosion oder Heißrissbildung zu verhindern, insbesondere beim Schweißen dünnwandiger Materialien.
Verwenden Sie geeignete Schutzgase: Beim WIG- und MIG-Schweißen werden üblicherweise Gase wie Argon oder Argon-Helium-Gemische verwendet, um eine Oxidation der Schweißstelle zu verhindern.
Porosität und Nitridbildung verhindern: Sorgen Sie für ausreichend Schutzgas, um das Eindringen von Feuchtigkeit und Verunreinigungen in den Schweißbereich zu verhindern. So verringern Sie die Wahrscheinlichkeit von Porosität und Nitriden, welche die Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit der Verbindung verringern können.
5. Kontrollieren Sie die Schweißsequenz
Die Schweißreihenfolge ist entscheidend für die Kontrolle der Wärmeeinflusszone und die Vermeidung von Verformungen. Symmetrisches Schweißen oder segmentierte Schweißverfahren können thermische Verformungen und Spannungskonzentrationen reduzieren.
6. Nachbehandlung nach dem Schweißen
Wärmenachbehandlung (z. B. Glühen): Bei bestimmten Edelstahlsorten (z. B. martensitischer Edelstahl) kann nach dem Schweißen ein Glühen erforderlich sein, um innere Spannungen abzubauen und die Materialeigenschaften wiederherzustellen.
Beizen und Passivieren: Nach dem Schweißen kann die Schweißnaht gebeizt und passiviert werden, um Oxidschichten zu entfernen und die Korrosionsbeständigkeit der Schweißstelle zu verbessern. Übliche Beizlösungen sind Salpetersäure oder Phosphorsäure.
Polieren und Reinigen: Nach dem Schweißen müssen die Schweißnähte möglicherweise geschliffen oder poliert werden, um die Glätte der Edelstahloberfläche wiederherzustellen, ihr Aussehen zu bewahren und die Korrosionsbeständigkeit zu verbessern.
7. Häufige Probleme und Lösungen
Schweißrisse: Risse beim Schweißen können durch übermäßige Wärmezufuhr, langsame Schweißgeschwindigkeit oder ungeeignetes Füllmaterial entstehen. Dieses Problem kann durch eine Reduzierung der Wärmezufuhr, die Auswahl geeigneter Schweißmethoden und die Verwendung geeigneter Füllmaterialien gelöst werden.
Porosität und Nitridbildung: Porosität entsteht häufig durch unzureichendes Schutzgas oder verunreinigte Oberflächen. Sorgen Sie für Sauberkeit im Schweißbereich und verwenden Sie geeignete Schutzgase und Schweißparameter.
Schweißverzug: Großflächiges Schweißen kann zu Verformungen führen, insbesondere bei dünnem Edelstahl. Dies kann durch Segmentschweißen, Wechselschweißen oder Vorrichtungen reduziert werden.
8. Qualitätskontrolle nach dem Schweißen
Sichtprüfung: Überprüfen Sie das Erscheinungsbild der Schweißnaht, um sicherzustellen, dass sie gleichmäßig und frei von Rissen, Porosität, übermäßigem Schmelzen und anderen Defekten ist.
Röntgen- oder Ultraschallprüfung: Führen Sie bei geschweißten Hochdruck- und Hochsicherheitskomponenten eine Röntgen- oder Ultraschallprüfung durch, um die Schweißverbindung auf innere Defekte zu prüfen.
Härte- und Festigkeitsprüfung: Führen Sie Härteprüfungen und Zugversuche durch, um sicherzustellen, dass die mechanischen Eigenschaften der Schweißverbindung den Anforderungen entsprechen.
Zusammenfassung
Das Schweißen von Edelstahl kann eine Herausforderung sein, aber wenn die richtigen Schweißtechniken und Prozessparameter beherrscht werden, lässt sich die Qualität der Schweißnaht kontrollieren. Der Schlüssel liegt darin, das geeignete Schweißverfahren, die richtigen Materialien und Parameter auszuwählen, die Materialien vor dem Schweißen richtig zu reinigen und die erforderlichen Nachbehandlungen durchzuführen. Durch die effektive Kontrolle dieser Faktoren können hochfeste, korrosionsbeständige Schweißverbindungen erreicht werden.
Weitere Ressourcen:
DE 
EN 
RU 
FA 
ID