Sauberkeit entscheidet über die Korrosionsbeständigkeit
Bei Edelstahl beginnt die Korrosionsbeständigkeit der Naht schon vor dem Zünden. Nahtflanken und Umgebung müssen metallisch blank und frei von Fett, Öl, Farbe, Zunder und Eisenabrieb sein.
- Getrennte Werkzeuge: Schleifscheiben, Bürsten und Feilen nur für nichtrostende Stähle verwenden, nie abwechselnd für Baustahl. Eisenabrieb auf der Oberfläche wird zu Fremdrost und kann Lochkorrosion auslösen.
- Bürsten aus nichtrostendem Stahl, die vorher an keinem anderen Werkstoff benutzt wurden.
- Fett und Öl entfernen: Organische Rückstände können das Schweißgut aufkohlen und Einschlüsse bilden.
- Keine chlorierten Reiniger: Lösemittel auf Basis chlorierter Kohlenwasserstoffe bilden unter der UV-Strahlung des Lichtbogens das hochgiftige Phosgen. DVS 0931 nennt Aceton als Alternative.
- Spannmittel mit Kontakt zum Bauteil aus nichtrostendem Stahl oder hitzebeständigem Kunststoff, nie aus unlegiertem Stahl.
Fugenflanken herstellen
Die Fugen werden mechanisch oder thermisch hergestellt. Thermisch geschnittene Kanten müssen vor dem Schweißen von Oxid befreit werden.
- Mechanisch: Scheren, Hobeln, Fräsen, Schleifen oder Wasserstrahlschneiden.
- Thermisch: Plasma- oder Laserstrahlschneiden. Die Schnittkanten werden meist leicht überschliffen, weil anhaftende Oxide die Korrosionsbeständigkeit der Naht mindern.
- Schleifmittel: kunstharzgebundene Korundscheiben, frei von Eisen und Schwefel, mit feiner Körnung, nur für nichtrostende Stähle verwendet.
Fugenformen und Spaltmaße
Die Fugenformen richten sich nach DIN EN ISO 9692-1. Abweichungen gibt es bei Duplex und bei den Strahlverfahren.
| Fall | Empfehlung |
|---|---|
| Fugenform allgemein | nach DIN EN ISO 9692-1, abhängig von Werkstückdicke und Verfahren |
| Duplex, Superduplex | größerer Öffnungswinkel, 70 bis 80° statt 60°, gegen Bindefehler im zähen Schmelzbad |
| Plasma, Stichlochtechnik | I-Stoß ohne Spalt bis etwa 10 mm; dicker als Y-Naht mit etwa 5 mm Steg; Spalt über 0,08 × Blechdicke braucht Zusatz |
| Laser ohne Zusatz | Spalt höchstens 1/10 der Blechdicke, bei dicken Blechen höchstens der halbe Fokusdurchmesser; größere Spalte nur mit Zusatzdraht |
Nach DVS 0931, DVS 0946 und dem ISER-Merkblatt 823 (2019). Duplexstähle dehnen sich beim Erwärmen weniger aus als Austenite und mehr als Ferrite. Das ist bei der Spaltbreite beim Heften zu berücksichtigen.
Die Verfahren im Einzelnen: Verfahren im Überblick.
Heftabstände nach Blechdicke
Austenitische Stähle müssen enger geheftet werden als Baustahl. Sie dehnen sich beim Erwärmen um rund ein Drittel stärker aus und leiten die Wärme nur etwa ein Drittel so gut.
| Blechdicke | Abstand der Heftstellen |
|---|---|
| 1 bis 1,5 mm | 20 bis 40 mm |
| 2 bis 3 mm | 50 bis 70 mm |
| 4 bis 6 mm | 70 bis 100 mm |
| über 6 mm | 100 bis 150 mm |
Empfehlung nach ISER-Merkblatt 823 (2019), sinngemäß. DVS 0931 nennt gröber 10 bis 100 mm für Bleche bis etwa 3 mm und 80 bis 200 mm darüber. Bei Duplex wegen der höheren Festigkeit enger heften.
Weitere Mittel gegen den Verzug: Wärmeeinbringung und Zwischenlagentemperatur.
Richtig heften
Eine Heftstelle ist ein Stück der späteren Naht. Für sie gelten dieselben Anforderungen wie für die Verbindungsschweißung.
- Ausreichend stark heften. Zu schwache Heftstellen können beim Weiterschweißen reißen.
- Heftstellen vollständig aufschmelzen oder vor dem Überschweißen ausarbeiten. Bei vollaustenitischen Stählen die Heftstellen beschleifen und Endkraterrisse entfernen.
- Nur in der Fuge zünden. Zündstellen auf dem Blech können Risse auslösen und mindern dort die Korrosionsbeständigkeit.
- Bei Duplex mit Zusatz heften. Kurze Heftstellen kühlen schnell ab, werden ferritreich und können reißen. Ohne Zusatz nur, wenn die Heftstelle später vollständig wieder aufgeschmolzen wird. Gegebenenfalls vorwärmen.
- Schon beim Heften formieren, wenn die Wurzel korrosiv beansprucht wird und später nicht mehr behandelt werden kann. Sonst bleibt unter jeder Heftstelle ein Oxidfleck.
- Spannmittel nachprüfen: Bei großen Bauteilen können sich Spannlaschen durch den Verzug während des Schweißens lösen.
Wie das Formieren geht: Wurzelschutz und Formieren.
Badsicherung
In der Regel wird bei Edelstahl ohne Badsicherung geschweißt, mit Wurzelschutzgas statt Unterlage.
Die Ausnahme nach DVS 0931 ist die Wurzel mit schlackeführendem Fülldraht. Hier ist eine keramische Badsicherung zu empfehlen.
Häufige Fragen
Darf ich die Flex vom Baustahl für Edelstahl nehmen?
Nein. Scheiben und Bürsten, die an Baustahl waren, übertragen Eisenabrieb. Daraus wird Fremdrost auf dem Edelstahl.
Muss ich plasmageschnittene Kanten nachschleifen?
Meist ja, zumindest leicht. Die Oxidschicht der Schnittkante muss vor dem Schweißen weg.
Warum enger heften als bei Baustahl?
Weil sich Austenit stärker ausdehnt und die Wärme schlechter ableitet. Bei weiten Heftabständen öffnet oder schließt sich der Spalt während des Schweißens.
Womit entfette ich?
Mit einem Reiniger ohne Chlor, etwa Aceton. Chlorierte Lösemittel bilden unter dem Lichtbogen giftiges Phosgen.
Weiterlesen: Fachbeiträge zum Schweißen nichtrostender Stähle
Die Reihe vom Werkstoff über Verfahren, Gas und Nahtschutz bis zur geprüften Naht. Den Überblick gibt die Seite Schweißen nichtrostender Stähle.
- Was Edelstahl nichtrostend macht
- Gefüge, Deltaferrit und Heißrisse
- Den Schweißzusatz wählen
- Verfahren im Überblick
- Schutzgase
- Wärmeeinbringung und Zwischenlagentemperatur
- Wurzelschutz und Formieren
- Anlauffarben, Beizen, Passivieren
- Duplex und Superduplex
- Edelstahl mit unlegiertem Stahl verbinden
- Nahtfehler und Korrosionsschäden
- Prüfung und Arbeitsschutz
Über den Autor
Robert Lahnsteiner, Ing., ist Schweißfachingenieur (SFI/IWE) und Geschäftsführer der MIGAL.CO GmbH. Nach seiner Ausbildung in Nachrichtentechnik und Elektronik an der HTL Braunau arbeitete er ab 1983 achtzehn Jahre bei Fronius in der Schweißtechnik. Seit 2001 führt er MIGAL.CO, den Hersteller von Aluminium-Schweißdraht in Landau an der Isar, gemeinsam mit Martin Erl. Seine Schwerpunkte sind Aluminium-Schweißzusätze, Drahtfertigung und Drahtförderung sowie die Überwachung von Schweißprozessen. Im DVS arbeitet er seit rund 30 Jahren im Fachausschuss FA03 „Lichtbogenschweißen“ mit und ist Obmann der Arbeitsgruppe 2.4.4 „MIG-Schweißen von Aluminium“.