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Tipps von ESAB-Experten, um Ihre Schweiß-, Schneid- und Fertigungsfähigkeiten auf die nächste Stufe zu heben.
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Bei der Materialauswahl sucht die Industrie nach Metallen, die den Nutzen ihrer Investition maximieren. Edelstahl ist eine beliebte und kostengünstige Lösung für Anwendungen, die neben Festigkeit und Robustheit auch Eigenschaften wie Korrosions- und Temperaturbeständigkeit erfordern. Die genauen Eigenschaften von Edelstahl variieren jedoch je nach Edelstahlsorte.
Ferritischer und austenitischer Edelstahl werden häufig von Herstellern und Fertigungsunternehmen verwendet. Aufgrund ihrer unterschiedlichen Mikrostrukturen können diese Edelstahlsorten jedoch unterschiedlich auf ähnliche Schweißverfahren reagieren. Das Verständnis der Unterschiede zwischen ferritischem und austenitischem Edelstahl ist unerlässlich, um Schweißnähte höchster Qualität zu gewährleisten.
Ferritischer Edelstahl ist in Bezug auf metallurgische Eigenschaften und Mikrostruktur mit Baustahl vergleichbar. Allerdings weist es im Allgemeinen einen höheren Chromgehalt (bis zu 30 Prozent) auf, was für eine starke Korrosionsbeständigkeit des ferritischen Edelstahls sorgt. Und obwohl ferritischer Edelstahl fast 25 Prozent des weltweiten Edelstahlverbrauchs ausmacht, weist er auch Nachteile auf. Beispielsweise kann der niedrige Kohlenstoffgehalt von ferritischem Edelstahl dessen Festigkeit und Zähigkeit verringern. Darüber hinaus kann die Einwirkung sehr hoher Temperaturen zu einem Verlust der Duktilität und Formbarkeit führen. Dies kann beim Schweißen zu Problemen führen und die Anfälligkeit für Heißrisse und Versprödung erhöhen.
Austenitischer Edelstahl hingegen ist der gebräuchlichste Edelstahltyp. Es wird in einer Vielzahl von Branchen eingesetzt, darunter Luft- und Raumfahrt, Medical und Automobil. Dieser Typ Edelstahl ist durch Wärmebehandlung nicht härtbar. Durch Kaltverformung lässt sich jedoch seine Festigkeit steigern. Diese Eigenschaft macht das Schweißen von austenitischem Edelstahl zum effektivsten Typ unter allen Edelstahltypen.
Aufgrund der unterschiedlichen mechanischen Eigenschaften und Reaktionen auf die Wärmebehandlung kann das Schweißen von ferritischem und austenitischem Edelstahl eine Herausforderung darstellen. Um das volle Potenzial dieser Metalle auszuschöpfen, ist eine zuverlässige Schweißnahtbewertung für die Hersteller unerlässlich.
Die meisten Lichtbogenschweißverfahren eignen sich zum Schweißen von ferritischem Nichtrostendem Stahl; es empfiehlt sich jedoch, die Wärmeeinbringung zu reduzieren und die Dicke auf ein Minimum zu beschränken, vorzugsweise unter 6 mm. Durch Wärmekontrolle wird die Wahrscheinlichkeit von Kornwachstum verringert, und dünne Querschnitte minimieren die Gesamtauswirkungen eines Verlusts der Zähigkeit im Material. Darüber hinaus kann kohlenstoffarmer austenitischer Stahl als Schweißzusatz verwendet werden, um den Duktilitätsverlust zu minimieren.
Insgesamt ist die Schweißbarkeit von ferritischem Nichtrostendem Stahl schlechter als die von austenitischem Nichtrostendem Stahl. Ferritischer Nichtrostender Stahl ist zwar durch Wärmebehandlung nicht härtbar, neigt aber bei hohen Temperaturen zu Heißrissen oder Versprödung. Auch in der Wärmeeinflusszone kann Ferritkornwachstum ein Problem darstellen, da es die Duktilität verringern und die Anfälligkeit für interkristalline Korrosion erhöhen kann.
Austenitischer Nichtrostender Stahl bietet gute Schweißbarkeit; allerdings ist er anfällig für Heißrissbildung, Lochfraßkorrosion, Schweißverzug und Verlust der Korrosionsbeständigkeit. Aufgrund der geringen Wärmeleitfähigkeit des Metalls ist eine geringe Wärmeeinbringung beim Schweißen erforderlich. Während die Hersteller für das Schweißen von austenitischem Nichtrostendem Stahl zwischen verschiedenen Verfahren wählen können, müssen sie den Schweißzusatz auf Kompatibilität analysieren. Schweißstäbe mit niedrigerem Kohlenstoffgehalt und höheren Festigkeitseigenschaften als die austenitische Stahllegierung sind vorzuziehen. Beispielsweise kann für einen Werkstoff vom Typ 304 der Werkstoff vom Typ 308 als Schweißzusatz verwendet werden. Wichtig ist auch, dass das Schweißzusatz mit der Schweißnahtgestaltung und den Schweißparametern kompatibel sein sollte. Um sicherzustellen, dass die Korrosionsbeständigkeit während des Schweißens nicht beeinträchtigt wird, sollten die Bediener mit einem Inertgas wie Argon durchspülen.
Die Schweißanwendungen für ferritischen und austenitischen Nichtrostender Stahl können sich erheblich unterscheiden. Für optimale Ergebnisse sollten Hersteller über ein umfassendes Verständnis der Schweißparameter und Schweißzusatz verfügen, um zuverlässige und qualitativ hochwertige Schweißnähte für diese Aufgaben zu gewährleisten. Die korrekte Identifizierung der Unterschiede zwischen ferritischem und austenitischem Nichtrostendem Stahl ermöglicht es den Herstellern, die Schweißbarkeit des Werkstoffs für ihre Anwendung zu optimieren und gleichzeitig die Sicherheit und die Festigkeit der Komponenten zu verbessern.