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Sep 14, 2023

Wie man durch Walzzunder schweißt

Wenn es darum geht, Walzzunder auf Stahlteilen zu bekämpfen, haben Sie mehrere Möglichkeiten. Sie können kaltgewalzten Stahl kaufen, der aufgrund der Art des Herstellungsprozesses keinen Walzzunder aufweist

Wenn es darum geht, Walzzunder auf Stahlteilen zu bekämpfen, haben Sie mehrere Möglichkeiten. Sie können kaltgewalzten Stahl kaufen, der aufgrund der Art des Herstellungsprozesses keinen Walzzunder auf seiner Oberfläche aufweist. Dieses Material ist jedoch teurer und möglicherweise nicht in den vielen Stärken oder Abmessungen verfügbar, die Sie benötigen.

Oder Sie können warmgewalzten Stahl im kugelgestrahlten Zustand (d. h. mit entferntem Walzzunder) kaufen, das Blech selbst strahlen oder den Walzzunder in den geschweißten Bereichen manuell durch Schleifen während der Fertigung entfernen. Diese Optionen verursachen alle zusätzliche Kosten.

Eine letzte Möglichkeit besteht darin, den Walzzunder selbst zu durchschweißen und so Zeit und Geld für die Vorreinigung sowie die Vorlaufkosten für das Material zu sparen.

Wenn Sie sich für diese Option entscheiden, sollten Sie sich über die besten Vorgehensweisen zur Bewältigung der Herausforderungen beim Schweißen durch Walzzunder im Klaren sein, z. B. über die Auswahl des richtigen Schweißverfahrens, Zusatzmetalls und Schutzgases für die Aufgabe. Auch die gewählten Parameter und die Technik spielen für Ihren Erfolg eine Rolle.

Bevor wir über das Durchschweißen sprechen, ist es wichtig, genau zu wissen, was Walzzunder ist. Der Begriff warmgewalzter Stahl leitet sich vom Herstellungsprozess ab. Wenn Stahlblech hergestellt wird, ist es formbarer und lässt sich bei hohen Temperaturen leichter walzen, was den Prozess effizienter macht. Wenn das heiße Material auf Sauerstoff trifft, bildet sich auf der Oberfläche eine Oxidschicht – Walzzunder.

Beim Schweißen behindert Walzzunder den Fluss des flüssigen Schweißbades und führt häufig zu einem unerwünschten Aussehen oder einer unerwünschten Kontur der Schweißnaht. Walzzunder kann auch das Eindringen in das Grundmaterial behindern und zu mangelhafter Verschmelzung und Schweißeinschlüssen führen. Je größer die Dicke oder Härte des Walzzunders ist, desto größer sind die Herausforderungen beim Schweißen des Materials.

Sie können diese Herausforderungen vermeiden oder minimieren, indem Sie die Fahrgeschwindigkeit verringern. Der Nachteil ist jedoch eine geringere Produktivität und häufig ein Anstieg der Probleme aufgrund einer schlechten Durchdringung.

Einige Schweißverfahren, Zusatzmetalle und Schutzgase eignen sich besser als andere, um die Schwierigkeiten des Schweißzunders zu überwinden und gleichzeitig schnelle Verfahrgeschwindigkeiten und hohe Produktivität zu ermöglichen.

Wenn Sie in einer Werkstatt oder Produktionsumgebung schweißen, sind Schutzgasschweißverfahren eine gute Wahl.

Wenn Sie mit einem Schutzgasverfahren durch Walzzunder schweißen, ergeben sich folgende Möglichkeiten: „Gut, besser, am besten“. Dabei handelt es sich jeweils um das Metall-Schutzgasschweißen (GMAW) mit Massivdraht, das GMAW-Schweißen mit Metallfülldraht und das Fülldraht-Lichtbogenschweißen (FCAW) mit einem Schutzgasdraht.

Viele Schweißbetriebe entscheiden sich dafür, warmgewalzten Stahl durch Walzzunder zu schweißen, weil dies die kostengünstigste Option ist. Die Auswahl des richtigen Schweißverfahrens, des richtigen Zusatzmetalls und des richtigen Schutzgases kann Ihnen dabei helfen, die Schwierigkeiten beim Schweißen von Walzwerkszunder zu überwinden.

Massiver Draht. Die am häufigsten zum Schweißen durch Walzzunder verwendeten Massivdrähte sind AWS ER70S-3 und ER70S-6. Der Hauptunterschied zwischen den beiden ist die Chemie. Dem ER70S-6-Draht sind Desoxidationsmittel zugesetzt, die den Abbau von Walzzunder beim Schweißen unterstützen. Ein ER70S-6-Draht sorgt in der Regel auch für ein besseres Wulstbild und ermöglicht eine höhere Vorschubgeschwindigkeit bei gleichzeitig akzeptabler Qualität. Wenn die Oberfläche des Stahls nur geringfügige Ablagerungen aufweist und/oder keine hohen Vorschubgeschwindigkeiten erforderlich sind, können Sie problemlos Massivdraht verwenden. Bedenken Sie, dass beim Schweißen über Walzzunder mit Massivdraht der Lichtbogen anfällig für Inkonsistenzen ist und Spritzer entstehen, die nach dem Schweißen gereinigt werden müssen.

Metalldraht. Metallfülldrähte sind eine gute Option, wenn das Material mehr Walzzunder aufweist oder wenn eine Verbesserung der Produktivität Priorität hat. Metallfülldrähte sind röhrenförmig und mit Metallpulvern, Legierungen und Lichtbogenstabilisatoren gefüllt, die jeweils unterschiedliche Vorteile für bestimmte Anwendungen bieten. Diesen Drähten sind weitere Desoxidationsmittel zugesetzt, die die Schweißbarkeit im Walzmaßstab verbessern. Darüber hinaus sorgen Metallfülldrähte im Allgemeinen für eine stabilere Sprühübertragung und eine erhöhte Fließfähigkeit des Schweißbades. Diese Merkmale ermöglichen hohe Verfahrgeschwindigkeiten, erzeugen wenig Spritzer und verbessern die Fähigkeit, Lücken im Vergleich zu Massivdrähten zu überbrücken. Der gebräuchlichste Metallfülldraht zum Schweißen von Weichstahl mit Walzzunder ist E70C-6M.

Schutzgasdraht mit Flussmittelseele. Das FCAW-Verfahren eignet sich gut zum Schweißen durch dicken Walzzunder, da der Draht einen hohen Anteil an Desoxidationsmitteln enthält und das Schlackensystem, das er erzeugt, entsteht. Die am häufigsten zum Schweißen von Walzzundern verwendeten FCAW-Drähte sind E71T-1 zum Schweißen in allen Positionen und E70T-1 zum Schweißen nur in flachen und horizontalen Positionen. Es ist erwähnenswert, dass Drähte für das Flach- und Horizontalschweißen in der Regel Drähte für alle Positionen in ihrer Fähigkeit, durch Walzzunder zu schweißen, übertreffen.

Während sich Fülldrähte besser zum Schweißen durch Walzzunder eignen, verlängert das Entfernen der Schlacke die Reinigungszeit zwischen den Schweißdurchgängen und auch nach dem Schweißen. Darüber hinaus kosten Fülldrähte (und Metallfülldrähte) mehr als Massivdrähte, daher ist es wichtig, die Kosten für Zusatzwerkstoffe gegen die damit verbundenen Arbeits- und Produktivitätseinsparungen abzuwägen.

Beim Schweißen von Weichstahl wird üblicherweise ein Schutzgas aus 100 Prozent Kohlendioxid (CO2) oder ein Argon/CO2-Gasgemisch verwendet. Je nach den angesprochenen Problemen bietet jedes Verfahren Vorteile für das Schweißen durch Walzzunder. Verwenden Sie eine Mischung mit einem höheren Argongehalt, wenn Sie Schwierigkeiten haben, die Schweißnähte durchnässen zu lassen oder festzuliegen oder wenn Sie mit Spritzern zu kämpfen haben. Wenn Ihre Schweißnähte typischerweise unter mangelnder Verschmelzung, mangelnder Durchdringung oder Schweißeinschlüssen leiden, verwenden Sie ein Gasgemisch mit einem höheren CO2-Gehalt, um diese zusätzliche Durchdringung zu erreichen.

Bei Schweißanwendungen, die mehr Flexibilität und Mobilität erfordern, wie sie beispielsweise im Freien durchgeführt werden, ist ein Schutzgasverfahren nicht so gut durchführbar. In diesen Situationen haben Sie zwei Möglichkeiten: das selbstschützende Fülldrahtschweißen (FCAW-S) oder das abgeschirmte Metalllichtbogenschweißen (SMAW).

FCAW-S. Diese Drähte bieten in der Regel eine geringere Produktivität als gasgeschützte FCAW-Drähte, sie können jedoch verwendet werden, wenn der Transport von Gasflaschen zur Baustelle nicht praktikabel ist oder wenn windige Bedingungen Probleme mit der Aufrechterhaltung der Schutzgasabdeckung verursachen. Selbstabschirmende Fülldrähte verfügen außerdem über eine große Menge an Desoxidationsmitteln sowie ein Schlackensystem, wodurch sie sich gut zum Schweißen von Walzzunder eignen. Zu den gängigen selbstabschirmenden Fülldrähten für diese Aufgabe gehören E71T-8, E71T-11, E70T-6 und E70T-4.

SMAW. Sie können SMAW oder Stabschweißen zum Schweißen durch Walzzunder verwenden, da die Elektroden über Desoxidationsmittel und ein Schlackensystem verfügen. Einige Stabelektroden sind so konzipiert, dass sie beim Schweißen von extrem dickem Zunder oder auf stark verschmutztem Grundmaterial einen besseren Erfolg erzielen. Wenn Sie mittleren Walzzunder schweißen, ist jede Stabelektrode eine gute Wahl. Gängige AWS-Stabelektrodenklassen sind E6010, E6011, E6013, E7018 und E7024.

Das SAW-Verfahren, bei dem kein Schutzgas zum Einsatz kommt, kann je nach verwendetem Flussmittel gut zum Schweißen durch Walzzunder geeignet sein.

SAW ist ein drahtgespeister Prozess wie GMAW und wird in Fertigungs- und Verarbeitungsvorgängen, insbesondere bei großen Teilen, eingesetzt. Der Draht wird durch einen Brenner geführt, der sich typischerweise mechanisiert entlang der Schweißnaht bewegt. Im Gegensatz zu anderen Schweißverfahren ist SAW auf körniges Flussmittel angewiesen, um den Lichtbogen vor der Atmosphäre zu schützen. Der Lichtbogen ist im Flussmittel vergraben und im Normalbetrieb nicht sichtbar. Während der Lichtbogen den Draht, das Flussmittel und das Grundmaterial schmilzt, um das Schweißbad zu bilden, erfüllt das geschmolzene Flussmittel wichtige Funktionen wie Desoxidieren, Legieren, Formen und Erzeugen einer Schutzatmosphäre für das Schweißgut.

Walzzunder kann das Eindringen in das Grundmaterial behindern und das Risiko von Verbindungsfehlern und Schweißeinschlüssen erhöhen. Je größer die Dicke oder Härte des Walzzunders ist, desto größer sind die Herausforderungen beim Schweißen des Materials.

SAW-Flüsse sind neutral oder aktiv. Neutrale Flussmittel verändern die Chemie des Schweißguts nicht wesentlich und können beim Schweißen über Walzzunder zu akzeptablen Ergebnissen führen. Sie sind besser dafür bekannt, dass sie im Vergleich zu aktiven Flussmitteln eine verbesserte Zähigkeit bieten. Im Vergleich dazu lassen sich aktive Flussmittel sehr gut durch Walzzunder schweißen und bieten selbst bei hohen Vorschubgeschwindigkeiten ein gutes Aussehen der Schweißnaht und eine gute Benetzungswirkung.

Ein Nachteil aktiver Flussmittel besteht darin, dass ihre mechanischen Eigenschaften (insbesondere die Zähigkeit) häufig nicht so gut sind wie die neutraler Flussmittel. Da aktive Flussmittel den Legierungsgehalt der Schweißnaht erhöhen und die Chemie des Schweißguts beeinflussen, ist die Anzahl der Schweißdurchgänge, die durchgeführt werden können, begrenzt. Je mehr Durchgänge durchgeführt werden, desto reichhaltiger wird die chemische Zusammensetzung des Schweißguts, was zu Problemen führen kann. Aktive Flussmittel eignen sich am besten für Schweißanwendungen mit ein bis zwei Durchgängen.

Blaine Guy ist Applications Engineering Manager, CWI, bei Hobart Brothers Inc., 101 Trade Square East, Troy, OH 45373, 937-332-4000, www.hobartbrothers.com.