Stahl-Schweißen

Herausforderungen beim Stahl-Schweißen

Stahl ist nicht gleich Stahl: Je nach Legierung und Wärmebehandlung unterscheiden sich die Eigenschaften teils erheblich – von hoher Festigkeit über gute Zähigkeit bis hin zu ausgezeichneter Korrosions- und Hitzebeständigkeit. Die Herausforderung besteht darin, diese vorteilhaften Merkmale auch nach dem Schweißen möglichst zu erhalten. Dafür sind die Wahl des geeigneten Schweißprozesses und die präzise Einstellung der Streckenenergie entscheidend.

Wissenswertes über Stahl

Stahl besteht hauptsächlich aus Eisen und enthält maximal 2,06 % Kohlenstoff. Legierungen mit einem höheren Kohlenstoff-Anteil werden als Gusseisen bezeichnet. Liegt der Anteil der sogenannten Eisenbegleiter Schwefel und Phosphor unter 0,025 %, spricht man von Edelstahl.

Nicht jeder Stahl lässt sich auch verschweißen: Nur saubere Stähle, also Legierungen mit einem Kohlenstoffgehalt von unter 0,22 %, sind dafür geeignet. Je unreiner die Legierung, desto schwieriger ist in der Regel auch das Schweißen des Stahls.

Von besonderer Bedeutung sind hochfeste und höchstfeste Stähle. Sie kommen zum Beispiel im Leichtbau der Automobilindustrie zum Einsatz, ebenso bei Mobilkränen, Betonpumpen sowie bei land- und forstwirtschaftlichen Maschinen. Ihre Verarbeitung ist anspruchsvoller als bei herkömmlichen Stahl-Legierungen – daher sollten die Herstellerhinweise unbedingt beachtet werden.

Stahl gibt es in den unterschiedlichsten Formen:

Flachstahl
Rundstahl
Formrohre
Vierkantrohre

So bereiten Sie Stahl für das Schweißen vor

Geeignete Nahtanarbeitung wählen
Je nach Schweißaufgabe empfiehlt sich eine einseitige oder beidseitige Anarbeitung, um eine sichere Durchschweißung zu gewährleisten – etwa durch Fräsen, Schleifen oder Schneiden. Wichtig: Die Oberfläche sollte vor dem Schweißen blank sein.

Rost entfernen
Beseitigen Sie rostige Stellen im Grundmaterial vor dem Schweißen, damit keine Bindefehler im Schweißgut entstehen.

Öl oder Fett entfernen
Öliges Grundmaterial erschwert den Schweißvorgang und kann unter anderem zu schlechten Ergebnissen führen. Darum sollten Sie den Stahl vor dem Schweißen entölen.

Vorwärmen
Bei höheren Materialstärken sollten Sie das Bauteil vor dem Schweißen vorwärmen, um die Abkühlzeit zu verlangsamen. Das verhindert Gefüge hoher Härte und reduziert das Risiko für Rissbildungen deutlich.

Vorteile

/ Einfache und sichere Schmelzschweißverbindung

/ Vielfältige Einsatzmöglichkeiten

/ Hohe Festigkeit der Verbindung

/ Je nach Werkstoffwahl eine hohe Zähigkeit

Nachteile

/ Verzug durch Schrumpfung

/ Erforderlicher Korrosionsschutz

/ Gefügeveränderung in der Wärmeeinflusszone (zum Beispiel Aufhärtung)

Schweißverfahren für Stahl

Grundsätzlich sind alle Schweißverfahren zum Fügen von Stahl geeignet. Zum Einsatz kommt jedoch vorwiegend das MIG/MAG-Verfahren - denn dieses erlaubt die höchsten Schweißgeschwindigkeiten.