Edelstahl-Schweißen
Hochwertige Verbindungen für
nichtrostende CrNi-Stähle
Herausforderung beim Edelstahl-Schweißen
Edelstahl zählt zu den anspruchsvollsten Werkstoffen in der Schweißtechnik. Die unterschiedlichen Anforderungen an Korrosionsbeständigkeit, Zähigkeit und Hochtemperaturbelastbarkeit haben eine Vielzahl an Legierungen hervorgebracht. Diese Eigenschaften sollen auch nach dem Schweißen als positiven Eigenschaft beibehalten sollte.
Wissenswertes über Edelstahl
Was ist Edelstahl?
Im Alltag wird unter Edelstahl meist Chrom-Nickel-Stahl (CrNi-Stahl) verstanden – ein Werkstoff, der sich durch hohe Korrosionsbeständigkeit, mechanische Belastbarkeit und gute Verarbeitbarkeit auszeichnet. Technisch gesehen bezeichnet der Begriff jede Eisen-Kohlenstoff-Legierung, die nur geringe Mengen schädlicher Begleitelemente wie Schwefel und Phosphor enthält.
Legierungen
Die häufigsten Legierungselemente bei Edelstahl sind Chrom, Nickel, Molybdän, Titan, Niob, Vanadium und Kobalt. Ab einem Mindestanteil von 10,5 % Chrom wird Edelstahl korrosionsbeständig. Um einer Chromverarmung entgegenzuwirken, enthalten die Legierungen etwas höhere Chromanteile, beispielsweise 12 % oder mehr. Auf der Oberfläche bildet sich durch den Einfluss von Sauerstoff eine dünne Schicht aus Chromoxid. Diese schützt den darunterliegenden Stahl vor anderen chemischen Einflüssen.
Die Zugabe weiterer Legierungselemente kann die mechanischen und chemischen Eigenschaften von Edelstahl zusätzlich verbessern.
- Nickel wird benötigt, um das austenitische Gefüge bei Raumtemperatur zu behalten
- Molybdän steigert bereits in kleinen Mengen die Korrosionsbeständigkeit deutlich
- Titan und Niob stabilisieren die Legierung bei höheren Temperaturen
- Mangan, Kupfer und Stickstoff werden in geringen Anteilen zugesetzt und bieten jeweils spezifische Vorteile – abhängig von der Anwendung
Welche Arten von Edelstahl gibt es?
Edelstähle lassen sich in verschiedene Gruppen unterteilen. Besonders verbreitet sind austenitische Edelstähle (CrNi-Stähle) und ferritische Edelstähle, die sich vor allem in ihrer Korrosionsbeständigkeit, Wärmeleitung und Wärmeausdehnung unterscheiden.
Austenitische CrNi-Stähle
Diese Stähle werden auch Chrom-Nickel-Stähle (CrNi-Stähle) genannt und verfügen über einen Nickel-Gehalt von mehr als 8 %. Sie zeichnen sich durch gute mechanische Eigenschaften aus, sind korrosions- und säurebeständig und lassen sich leicht verarbeiten. Zum Einsatz kommen sie vor allem in aggressiven Umgebungsbedingungen – etwa in der Chemie- oder Lebensmittelindustrie.
Ferritische Stähle
Ferritische Stähle machen den Hauptanteil aller Schweißkonstruktionen aus. Sie werden unterteilt in:
- Unlegierte Edelstähle: Diese enthalten minimal 0,3 % Chrom, Nickel und Wolfram sowie bis zu 1,65 % Mangan und 0,6 % Silizium.
- Legierte Edelstähle: Sie sind gut schweißbar – vorausgesetzt, der Kohlenstoffgehalt liegt unter 0,2 % oder der CEV-Wert (Kohlenstoffäquivalent) bleibt unter 0,4 %.
Ferritisch rostfreie Stähle zeichnen sich durch einen Chromgehalt von 10,5 % aus. Sie werden je nach Gefügestruktur in ferritisch rostfreie und martensitisch rostfreie Stähle unterteilt.
Ferritisch-austenitische rostfreie Stähle (Duplexstahl)
Wegen ihrer beiden Gefügebestandteile Ferrit und Austenit werden diese Edelstähle auch oft als Duplexstähle bezeichnet. Sie vereinen zwei besonders gute Eigenschaften: eine höhere Festigkeit als rostfreier Chrom-Nickel-Stahl und eine höhere Dehnbarkeit und Verformbarkeit als rostfreier Chromstahl. Aufgrund seiner hohen Beständigkeit gegen Flächenkorrosion wird Duplexstahl vor allem in der chemischen und petrochemischen Industrie sowie in der Offshore-Technik eingesetzt.
Martensitisch rostfreie Stähle
Diese Edelstähle haben einen Chromgehalt von 12–18 % und einen Kohlenstoffgehalt von über 0,1 %. Sie lassen sich durch Erwärmen und schnelles Abkühlen härten und erreichen dadurch eine hohe Festigkeit, die mit steigendem Kohlenstoffgehalt zunimmt. Zum Einsatz kommen sie etwa bei der Herstellung von Rasierklingen, Messern und Scheren. Sie sind allerdings weniger korrosionsbeständig als austenitische CrNi-Stähle.
Was gibt es beim Edelstahl-Schweißen zu beachten?
Schweißverfahren für Edelstahl
Professionelle Schweißgeräte zum Edelstahl-Schweißen
