Die Grundregel: artgleich oder etwas höher legiert
Für nichtrostende Stähle nimmt man in der Regel einen artgleichen oder artähnlichen Schweißzusatz, also einen Draht mit etwa derselben Zusammensetzung wie der Grundwerkstoff. Er ist so abgestimmt, dass das Schweißgut etwas Deltaferrit enthält und ebenso korrosionsbeständig ist wie das Blech.
Überlegierte Zusätze sind Sonderfälle: wenn die Naht beständiger sein soll als der Grundwerkstoff, wenn verschiedene Werkstoffe verbunden werden oder um die Lagerhaltung zu vereinfachen. Ein molybdänlegierter Draht wie 316LSi passt auch für molybdänfreie Stähle wie 1.4301 und 1.4541. Umgekehrt geht das nicht: Ein 308LSi an 1.4404 ergibt eine Naht ohne Molybdän, die gegen Chloride schwächer ist als das Blech.
Neben der Zusammensetzung entscheiden geforderte Zulassungen, die Einsatztemperatur, die Wanddicke und die Schweißposition mit. Für Druckgeräte oder das Bauwesen kann eine Zulassung des Drahtes Pflicht sein.
Welcher Zusatz für welchen Stahl?
Die Zuordnung der gängigen Stähle nach DVS 0931. Für die Standardsorten 1.4301 und 1.4404 sind 308LSi und 316LSi die Drähte, die man am häufigsten braucht.
| Grundwerkstoff | ISO 14343-A | AWS A5.9 | MIGAL |
|---|---|---|---|
| 1.4301, 1.4306, 1.4307, 1.4311 | 19 9 L (Si) | ER308L(Si) | 308LSi |
| 1.4541, 1.4550 | 19 9 Nb oder 19 9 L | ER347 / ER308L | 308LSi |
| 1.4401, 1.4404, 1.4406, 1.4435, 1.4436 | 19 12 3 L (Si) | ER316L(Si) | 316LSi |
| 1.4571, 1.4580 | 19 12 3 Nb oder 19 12 3 L | ER318 / ER316L | 318Si, 316LSi |
| 1.4438, 1.4439 | 18 16 5 N L | ER317LN | – |
| 1.4539 | 20 25 5 Cu L | ER385 | – |
| 1.4529 | Nickelbasis Ni 6625 | ERNiCrMo-3 | NiCr21Mo9Nb |
| 1.4362, 1.4462 | 22 9 3 N L | ER2209 | 2209 |
| 1.4410, 1.4501 | 25 9 4 N L | – | – |
| 1.4003 | 19 9 L Si | ER308LSi | 308LSi |
| 1.4016, 1.4113 | 17 oder austenitisch | ER430 | – |
| 1.4509, 1.4511, 1.4512 | 18 L Nb, 13 L Nb oder austenitisch | ER430LNb, ER409Cb | – |
| 1.4828 (hitzebeständig) | 22 12 H | ER309 | – |
| 1.4841, 1.4845 (hitzebeständig) | 25 20 | ER310 | 310 |
Nach DVS 0931, Tabellen 1a bis 1d, vereinfacht; „(Si)“ bedeutet: mit oder ohne erhöhten Siliziumgehalt. Bei 1.4539 unter erhöhter Korrosionsbelastung den Molybdängehalt im Schweißgut klären. Duplexstähle siehe auch DVS 0946.
Alle Drähte: Edelstahl-Schweißdraht und Nickel-Schweißdraht.
G 19 12 3 L Si, SS316LSi, ER316LSi: die Bezeichnungen lesen
Ein Edelstahldraht hat meist drei Namen: nach ISO 14343 System A (europäisch, nach der Zusammensetzung), nach System B (nach dem Legierungstyp, wie im amerikanischen Normenwerk) und nach AWS A5.9. Dahinter steht oft dieselbe Legierung.
System A, zum Beispiel ISO 14343-A – G 19 12 3 L Si:
- G = Drahtelektrode für das Metall-Schutzgasschweißen. Für andere Verfahren steht W (WIG), P (Plasma), S (Unterpulver), B (Bandelektrode) oder L (Laser).
- 19 12 3 = Nenngehalte: rund 19 % Chrom, 12 % Nickel, 3 % Molybdän.
- L = niedriger Kohlenstoff, höchstens 0,03 %.
- Si = erhöhter Siliziumgehalt von 0,65 bis 1,2 % statt höchstens 0,65 %.
- Weitere Zeichen: Nb = mit Niob stabilisiert, N = mit Stickstoff, Mn = mit erhöhtem Mangan, H = höherer Kohlenstoff für hohe Temperaturen, Z = Legierung, die nicht in der Normtabelle steht.
System B, zum Beispiel ISO 14343-B – SS316LSi: Das erste S steht für Massivdraht, das zweite für nichtrostenden Stahl. Ein Kennbuchstabe für das Verfahren fehlt; derselbe Name gilt für MIG/MAG-Draht und WIG-Stab. Nach AWS A5.9 heißt der Draht ER316LSi.
Die Bereiche beider Systeme sind nicht ganz deckungsgleich. Ein Draht darf beide Bezeichnungen tragen, wenn seine Analyse in beide Grenzen fällt. Stabelektroden sind in ISO 3581 genormt (etwa E 19 12 3 L R), Fülldrahtelektroden in ISO 17633 (etwa T 19 12 3 L P M).
L-Güte oder stabilisiert?
Beides schützt vor interkristalliner Korrosion, und beides darf man nach DVS 0931 auch über Kreuz einsetzen: einen L-Draht für einen stabilisierten Stahl und umgekehrt. Ein 1.4571 muss also nicht mit 318 geschweißt werden; 316LSi ist üblich.
- L-Güten (höchstens 0,03 % C) sind heute der Standard. Sie sind in der Regel bis etwa 350 °C Einsatztemperatur zugelassen.
- Stabilisierte Zusätze enthalten Niob statt Titan, weil Titan im Lichtbogen größtenteils abbrennt. Molybdänlegierte und stabilisierte Stähle können bis etwa 400 °C eingesetzt werden. Darüber gelten die Angaben des Stahlherstellers.
- Für elektropolierte Bauteile sieht DVS 0931 unstabilisierte Zusätze vor.
Warum der Kohlenstoff so wichtig ist, erklärt Was Edelstahl nichtrostend macht.
Mit oder ohne Si?
Für das MIG/MAG-Schweißen sind die Si-Varianten wie 308LSi und 316LSi üblich. Der höhere Siliziumgehalt macht das Schmelzbad dünnflüssiger, es benetzt besser und die Naht läuft flacher aus.
Die Varianten ohne Si, etwa 19 12 3 L, nimmt man, wenn ein niedriger Siliziumgehalt gefordert ist. Für das WIG-Schweißen gibt es Stäbe mit und ohne erhöhten Siliziumgehalt. Silizium ist ein Ferritbildner und erhöht den Deltaferrit leicht, siehe Gefüge, Deltaferrit und Heißrisse.
Ferritische Stähle: meist austenitisch geschweißt
Ferritische Chromstähle wie 1.4016 oder 1.4512 schweißt man meist mit einem austenitischen Zusatz wie 19 9 L Si, 19 12 3 L Si, 18 8 Mn oder 23 12 L. Das austenitische Schweißgut ist deutlich zäher als ein ferritisches.
Einen ferritischen Zusatz braucht man, wenn die Naht farbgleich sein muss, wenn schwefelhaltige Gase angreifen (Nickel bildet mit Schwefel niedrig schmelzende Sulfide) oder wenn Naht und Blech sich gleich ausdehnen sollen, etwa in Abgasanlagen. Bei dickeren Teilen kann man die Füll- und Decklagen auch kombinieren: austenitisch füllen und die Lagen zum Medium hin ferritisch schweißen.
Der martensitische Stahl 1.4313 ist davon ausgenommen. Er wird mit dem artgleichen Zusatz 13 4 geschweißt.
Duplex, Mischverbindungen, hochlegierte Sorten
Für diese Fälle ist der Zusatz bewusst anders zusammengesetzt als der Grundwerkstoff.
- Duplex: 2209 (22 9 3 N L) enthält mehr Nickel als der Stahl 1.4462, damit sich bei der schnellen Abkühlung genug Austenit bildet. Für Superduplex wie 1.4410 nimmt man 25 9 4 N L. Mehr unter Duplex und Superduplex.
- Edelstahl mit unlegiertem Stahl: überlegierte Zusätze wie 309LSi (23 12 L Si), 307 (18 8 Mn) oder 312 (29 9). Sie nehmen die Aufmischung mit dem Baustahl auf, ohne dass Martensit entsteht. Prüfen lässt sich das mit dem Schaeffler-Rechner, Hintergrund unter Edelstahl mit unlegiertem Stahl verbinden.
- Vollaustenitische Sorten wie 1.4539 oder 1.4529: Zusätze wie 20 25 5 Cu L oder Nickelbasiswerkstoffe. Sie erstarren ohne Ferrit und brauchen besonders wenig Wärme und große Sauberkeit. Der höhere Mangangehalt mancher Sorten wirkt gegen Heißrisse.
- Hitzebeständige Stähle: 22 12 H oder 25 20, je nach Grundwerkstoff.
Durchmesser und Lieferform
Massivdraht für das MAG-Schweißen nichtrostender Stähle ist in 0,8, 1,0, 1,2 und 1,6 mm gebräuchlich, Metallpulver-Fülldraht in 1,2 und 1,6 mm, schlackeführender Fülldraht in 0,9, 1,2 und 1,6 mm.
Neben Spulen von 1 kg, 5 kg und 15 bis 18 kg gibt es Großgebinde wie Fässer und Großspulen. Sie lohnen sich an Robotern und in der Serie, weil weniger Spulenwechsel anfallen.
Durchmesser und Gebinde nach DVS 0931, Tabelle 3.
Häufige Fragen
Kann ich 316LSi für 1.4301 nehmen?
Ja. Das Schweißgut ist dann etwas höher legiert als das Blech, was der Korrosionsbeständigkeit nicht schadet und vereinfacht die Lagerhaltung.
Kann ich 308LSi für 1.4404 oder 1.4571 nehmen?
Nein. Der Naht fehlt dann das Molybdän, und sie ist gegen Chloride weniger beständig als das Blech.
Muss 1.4571 mit einem stabilisierten Draht geschweißt werden?
Nein. Nach DVS 0931 spricht nichts gegen 316LSi. Einen stabilisierten Zusatz wie 318Si nimmt man, wenn er vorgeschrieben ist oder bei höheren Einsatztemperaturen.
Was ist der Unterschied zwischen 308LSi und 19 9 L Si?
Keiner im Gebrauch. 19 9 L Si ist die Bezeichnung nach ISO 14343 System A, 308LSi die nach System B und AWS A5.9. Die zulässigen Analysen weichen in Einzelheiten ab.
Gilt dieselbe Zuordnung für WIG-Stäbe?
Ja. Die Legierung ist dieselbe, nur der Kennbuchstabe ändert sich: W 19 12 3 L statt G 19 12 3 L Si.
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
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- Nahtvorbereitung und Heften
- 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“.