Schweiß-Tipps für Praktiker. MAG-Schweißen nicht rostender Stähle

1. Schutzgase

CRONIGON® 2 (ISO 14175 M12-ArC-2,5) ist das Standardschutzgas für nichtrostende Stähle. Der geringe CO2-Anteil bewirkt einen ruhigen Lichtbogen, geringe Schlackebildung und minimalen Spritzeranfall. Heliumzusätze verbessern die Wärmebilanz des Lichtbogens und werden besonders für größere Wanddicken und höhere Schweißgeschwindigkeiten an ge wendet. Andere Gasgemische mit Sauerstoffanteilen (1–3 Vol.-%) sind ebenfalls lieferbar.

Anwendungsübersicht

Die Reinheiten und Mischgenauigkeiten entsprechen den Anforderungen der DIN EN ISO 14175.

Schutzgasverbrauch:

→ Kurzlichtbogen 10–12 I/min
→ Sprüh- und Impulslichtbogen 15–20 I/min

Die benötigte Schutzgasmenge wird entweder am Druckminderer an einem Manometer mit entsprechender Kapillare auf Schutzgasverbrauch (I/min) geeicht (1) oder mit einem Durchflussmengenmesser (2) eingestellt.

Die eingestellte Schutzgasmenge sollte von Zeit zu Zeit mit einem Gasmessröhrchen an der Schutzgasdüse kontrolliert werden.

2. Schweißanlage Leistung der Stromquelle

Für das MAG-Schweißen der nichtrostenden austenitischen Stähle hat sich besonders die Impulstechnik bewährt. Es wird deshalb empfohlen, bei der Gerätebeschaffung darauf zu achten, zumal der bei den Baustählen im Dünnblechbereich übliche Kurzlichtbogen bei den nichtrostenden Stählen keine optimalen Schweißergebnisse zulässt.

Weiterhin können preiswertere dickere Drahtelektroden verwendet werden.

3. Einstellhinweise 

Empfohlene Schweißparameter

Diese Angaben sind Richtwerte und abhängig von Legierungstyp, Schutzgas und Kontaktrohrabstand.

Empfohlener Kontaktrohrabstand:

Kurzlichtbogen ~8–12 mm; Sprüh- und Impulslichtbogen ~12–18 mm.

Der Zusammenhang von Schweißspannung und Stromstärke/Drahtvorschub ist abhängig vom Schutzgas und der Lichtbogenart.

MSG-Lichtbogenbereiche

Brennerstellung ca. 10–15° stechend. Schweißparameter und Verbrauchsdaten für Stumpf- und Kehlnähte sind im Linde-Datenschieber CRONIGON® (Mat.-Nr. 43589290) zusammengestellt.

4. Vorbereitung zum Schweißen - Verfahrensdurchführung

Im Gegensatz zu den unlegierten Baustählen haben die nichtrostenden CrNi-Stähle eine sehr hohe Wärmeausdehnung und eine schlechte Wärmeleitfähigkeit

Um beim Schweißen dünnerer Bleche zu große Verwerfungen zu vermeiden, müssen die Teile in kurzen Abständen geheftet werden, wenn nicht mit Spannvorrichtungen gearbeitet werden kann. Außerdem führen diese Werkstoffeigenschaften zu hohen Eigenspannungen. Daher ist es notwendig, mit kleinen Raupenquerschnitten und geringer Wärmeeinbringung zu schweißen (Strichraupentechnik).

Falls die Wurzelseite nach dem Schweißen zur Beseitigung von Anlauffarben nicht zugänglich ist, muss durch Anwendung von Formiergasen eine wurzelseitige Oxidation vermieden werden (siehe auch „Tipps für Praktiker – Formieren“ – Mat.-Nr. 43589656).

Eine sichere Durchschweißung und eine gleichmäßige Wurzelausbildung sind nur bei genauer Nahtvorbereitung zu erreichen. Zur Entfernung von Oxiden dürfen nur geeignete Werkzeuge verwendet werden. Werkzeuge für nichtrostende Stähle dürfen nicht gleichzeitig für Baustähle benutzt werden. Bürsten zum Reinigen müssen aus nichtrostenden Stählen hergestellt sein und dürfen ebenfalls nicht für Baustähle verwendet werden.

Einfluss von Lichtbogenart und Schutzgas auf Einbrand und Nahtform

 Einfluss der Brennerstellung auf die Nahtoxidation

5. Sicherung der Korrosionsbeständigkeit

Die Korrosionsbeständigkeit der nichtrostenden Stähle beruht auf einer äußerst dünnen, festhaftenden und nichtsichtbaren Chromoxidschicht. Bei Temperaturen über ca. 250°C, wie sie beim Schweißen nicht nur in der Schweißnaht, sondern auch in der Nahtumgebung auftreten, tritt durch den Sauerstoff der Luft eine weitere Oxidation auf. Diese Oxidation führt zu dickeren, sichtbaren Oxidschichten, den Anlauffarben. Diese Anlauffarben sind gegen korrosive Medien durchlässig und gefährden die Korrosionsbeständigkeit. Vor und während des Schweißens kann durch Einsatz von Formiergasen der Luftsauerstoff im Bereich der Schweißnaht verdrängt und so die Bildung von Anlauffarben vermieden werden.

Der Formiergasschutz muss bis ca. 250°C bestehen bleiben. Nach dem Schweißen müssen zum Erhalt der Korrosionsbeständigkeit eventuelle Anlauffarben durch 

→ Bürsten, Schleifen und Polieren, Strahlen
→ elektrochemisches Reinigen oder
→ Beizen entfernt werden.

Die Auswahl des Verfahrens richtet sich nach den Anforderungen bezüglich der Korrosionsbeständigkeit, z.B.:

→ Bürsten – für geringere Anforderungen, keine Anforderungen an das Nahtaussehen
→ Schleifen – Einebnen der Schweißnaht – auf Anpressdruck achten, da sonst Anlauffarben entstehen können
→ Elektrochemisches Reinigen – Entfernen der Anlauffarben ohne Veränderung des optischen Aussehens
→ Beizen zum Entfernen aller Oberflächenverunreinigungen und Erreichen optimaler Korrosionsbeständigkeit 

Es wird empfohlen, vor Beginn einer Fertigung die Anforderungen Abzustimmen.

6. Arbeitsschutz

Die Intensität des Lichtbogens erfordert Schutzgläser mit Schutzstufen entsprechend der Stromstärke. Unbeteiligte sind durch Wände oder lichtdurchlässige Vorhänge zu schützen. Beim MAG-Schweißen der nichtrostenden Stähle ist besonders auf die Reflexion der ultravioletten Strahlung am umgebenden Material zu achten. 

Es entstehen beim MAG-Schweißen der nichtrostenden Stähle neben Gasen vor allem Schweißrauche. Es liegt eine Gefährdung vor, wenn diese in den Atmungsapparat des Menschen gelangen, weil die feinen Partikel lungengängig sind. Zur Bewertung der Schadstoffe wird die Leitkomponente herangezogen. Dies ist die überwiegende Komponente, nach der die Schutzmaßnahmen ausgerichtet werden.Beim MAG-Schweißen mit Fülldrähten liegt eine höhere Gefährdung

vor als beim Einsatz von Massivdrähten. Generell ist eine Absaugung im Entstehungsbereich und in Einzelfällen ein fremdbelüfteter Schutzhelm erforderlich. Weitere Informationen finden sich im „Tipps für Praktiker. Arbeitsschutz beim Schutzgaschweißen“ von Linde (Mat.-Nr. 43589591)

7. Arbeitsregeln und Fehlervermeidung

Bei der Schweißdurchführung ist zu beachten:

→ Kleine Schweißbäder – zügig schweißen
→ Stechende Brennerführung mit 10 bis 15°
→ Möglichst kurzes freies Drahtende halten – Kontaktrohrabstand
→ Im Abstand ungleichmäßige Brennerführung vermeiden
→ Bei Mehrlagenschweißungen kann die gelegentlich auftretende Lichtbogeninstabilität durch Schleifen vermieden werden
→ Schlauchpaketlänge so kurz wie möglich
→ Drahtvorschubsysteme mit Mehrrollenantrieb sind vorteilhaft
→ Teflonseelen sichern den gleichmäßigen Drahttransport
→ Mischgase mit geringer Aktivgaskomponente verwenden, z.B. CRONIGON® 2 (ISO 14175 M12-ArC-2,5) oder CRONIGON® S1 (ISO 14175 M13-ArO-1)
→ Impulslichtbogenschweißen bringt Vorteile bei Dünnblech durch Einsatz förderstabiler dicker Drahtelektroden

Fehlervermeidung

Poren durch falsche Gasmenge

Poren durch falsche Brennerhaltung

Poren durch verstopfte Gasaustrittsöffnungen

Poren durch Spritzer an der Schutzgasdüse