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Schweißen von Edelstahl

Oerlikon bietet vollständige Lösungen für das Schweißen und Schneiden von rostfreien Stählen

Rostfreie Stähle werden in der Industrie fast überall verwendet: Ausrüstung für die Herstellung von Lebensmitteln und Arzneimitteln, Anlagen für die Wasserbehandlung, chemische und petrochemische Anlagen, Bauteile für Automobil- und Flugzeugmotoren, Kraftstoff- und Chemikalientanks, Gebäude, Transportmittel …

Aufgrund ihrer bemerkenswerten Eigenschaften werden rostfreie Stähle vielfach in Industrie und Alltag verwendet.
Der Begriff rostfreier Stahl bezieht sich auf Legierungen aus Eisen und mindestens 10,5 % Chrom, die dem Stahl einen hellen Glanz verleihen und ihn sehr beständig gegen Anlaufen und Rost machen. Ihre Korrosionsbeständigkeit ist das Unterscheidungsmerkmal von rostfreien Stählen gegenüber den meisten anderen Stählen.

Neben der Korrosionsbeständigkeit weisen rostfreie Stähle noch  weitere Merkmale auf: Wärmebeständigkeit, ästhetisches Erscheinungsbild, Festigkeit, hohe Zähigkeit sowohl bei  sehr hohen Temperaturen als auch Temperaturen weit unter dem Gefrierpunkt, wodurch rostfreie Stähle insbesondere für kryogene Anwendungen gut geeignet sind. Die Eigenschaften können durch das Hinzufügen anderer Legierungsbestandteile (Ni, Mo, W, N, Cu, C, Ti, Nb, Zr, S, Si, Mn …) verändert werden.

Kategorien von rostfreien Stählen

Die Familie der rostfreien Stähle unterscheidet sich oft durch die metallurgischen Phasen in ihrem Mikrogefüge: ferritische, martensitische, austenitische und Duplex-Stähle.

Rostfreie Stähle Legierungselemente Merkmale
Austenitisch

Fe
C ≤ 0,10 %
Cr = 16 % bis 28 %
Ni = 3-5 % bis 32 %
(Mo ≤ 7 %)

Diese Legierungen stellen aufgrund ihrer ausgezeichneten Formbarkeit, Korrosionsbeständigkeit und Schweißbarkeit
die meistverwendeten Qualitäten rostfreier Stähle dar. Im geglühten Zustand sind alle unmagnetisch.
Ferritisch

Fe
C ≤ 0,08 %
Cr = 10,5 % bis 30 %
(Mo ≤ 4–5 %)

Ferritische rostfreie Stähle haben einen geringen Kohlenstoffanteil. Chrom (und Molybdän) sind die wichtigsten Legierungselemente.
Sie können nicht durch Wärmebehandlung gehärtet werden und sind immer magnetisch. Sie haben eine herausragende Korrosionsbeständigkeit und
eine gute Oxidationsbeständigkeit. Ferritische Stähle lassen sich in dünnen Abschnitten leicht schweißen, verlieren aber beim Schweißen
dickerer Qualitäten ihre Eigenschaften
Duplex
(austenitisch-ferritisch)

Fe
C ≤ 0,03 %
Cr = 21 % bis 26 %
Ni = 3-5 % bis 8 %
(Mo ≤ 4–5 %)
N ≤ 0,35 %

Das Mikrogefüge von Duplex-Edelstählen ist austenitisch und ferritisch. Die Stähle zeigen Merkmale
beider Phasen und haben eine höhere Festigkeit und Zähigkeit. Stickstoff wird hinzugefügt, um die Festigkeit zu erhöhen und die Loch- und Spaltkorrosions-
beständigkeit zu verbessern. Sie sind magnetisch und können nicht durch Wärmebehandlung gehärtet werden
Martensitisch

Fe
C ≤ 1,2 %
Cr = 11,5% bis 17 %            
(Ni ≤ 6 %)
(Mo ≤ 1,8%)
(V ≤ 0,2 %)

Diese Legierungen können wärmebehandelt werden, um erforderliche Härtegrade zu erreichen. Die martensitische Struktur ist magnetisch

Verarbeitung von rostfreien Stählen

Das thermische Trennen von rostfreien Stählen ist nur im Plasmaschneideverfahren möglich (CITOCUT für manuelle Anwendungen und NERTAJET HP für automatisches Schneiden auf einem Tisch (OPTITOME, OXYTOME …). Es sollte nicht Autogenverfahren getrennt werden.

Das Schweißen von rostfreien Stählen ist mit fast allen Lichtbogen-Schweißverfahren möglich. Die benötigte Ausrüstung wird oben im Abschnitt zu unlegierten Stählen beschrieben.
Dabei müssen zahlreiche Faktoren berücksichtigt werden:

  • Cr > 12 % wird benötigt, um eine feste Chromoxid-Schicht zu erzeugen und die richtige Korrosionsbeständigkeit zu erzielen.
  • Bei Cr > 22 % bildet sich zwischen 550 °C und 900 °C die „Sigmaphase“ .
  • Schlechte Wärmeleitfähigkeit, hoher Wärmeausdehnungskoeffizient.
  • Überhitzt und verformt sich sehr schnell.
  • Richten kann zu Spannungsrisskorrosion führen. Um Verformungen zu verringern, muss häufiger geheftet werden als bei Baustählen.
  • Während des Schweißens ist Sauberkeit äußerst wichtig.
  • Die Wurzelseite der Schweißnaht sollte entweder durch Schutzgas (Formieren) oder durch eine keramische Badsicherung geschützt werden.
  • Zünden des Lichtbogens nur in der vorbereiteten Schweißfuge. Andernfalls werden diese Punkte Ansatzmöglichkeiten für Korrosion.
  • Die richtige Auswahl der Schutzgase ist ganz entscheidend (in Verfahren mit MIG/MAG - Massivdraht oder Fülldraht sowie WIG-Verfahren).

Nutzen Sie die neuen Möglichkeiten moderner MIG/MAG-Stromquellen

SPEED SHORT ARC (SSA) ist eine patentierte Methode der Lichtbogenübertragung von Oerlikon, die ideal ist für das Schweißen von Wurzelnähten (verfügbar auf den Stromquellen CITOPULSCITOWAVE und CITOSTEEL verfügbar ist.
) Aufgrund einer äußerst dynamischen Regelung des Stroms wird der Kurzlichtbogenbereich erweitert. SSA erweitert den Energiebereich, vermeidet aber den Mischlichtbogenbereich.

SOFT SILENCE PULSE TM (SSPTM)
Dieser spezielle Pulslichtbogen produziert einen sehr weichen und leisen Lichtbogen. Er eignet sich bestens für Edelstahlschweißungen und zeichnet sich durch eine sehr gute Benetzung aus. Ebenfalls reduziert er die Rauch- und Lichtemissionen auf ein Minimum.

COLD DOUBLE PULSE (CDP) ist ein spezieller Zyklus (Sequenzer), der auf den Stromquellen CITOPULS und CITOWAVE verfügbar ist. Er vermeidet Überhitzung und ist insbesondere für dünne rostfreie Qualitäten (< 2 mm) geeignet . Dies ist eine alternative Phase der Drahtgeschwindigkeit (kalt und heiß) im Puls- oder Short-Arc-Modus Mit diesem Zyklus wird die Verformung aufgrund des verringerten Wärmeeintrags begrenzt. Die Schweißraupe erhält das gleiche perfekte Äußere wie eine WIG-Raupe.

Zusatzwerkstoffe für rostfreie Stähle

Die Wahl des richtigen Zusatzes ist entscheidend, um eine gute Schweißqualität zu erzielen.
Oerlikon bietet ein umfangreiches Angebot an Zusatzwerkstoffen. Bitte wenden Sie sich an unsere Servicetechniker, wenn Sie Unterstützung bei der Auswahl des richtigen Zusatzes benötigen.

Oerlikon bietet ein großes Sortiment an Zusatzwerkstoffe  für

  • Martensitische und ferritische rostfreie Stähle
  • Austenitische rostfreie Stähle
  • Hitzebeständige rostfreie Stähle
  • Duplex-Stähle
  • Zusatzwerkstoffe für rostfreie Stähle und austenitische Pufferlagen

Ein umfassendes Sortiment an Zusatzwerkstoffen für die unterschiedlichen Lichtbogen-Schweißverfahren ist auch für heterogene Verbindungen und austenitische Pufferlagen erhältlich.
Zusatzwerkstoff-Qualitäten: 307, 308Mo, 309L, 309LMo, 309LNb, 312.