Stabelektroden für korrosions- und hitzebeständige Stähle

1. Empfehlung geeigneter Stabelektroden für das Schweißen von korrosions- und hitzebeständigen Stählen

ITW  ELGA Stabelektroden, Selectarc Stabelektroden:

Anmerkung: die Eigenschaften der empfohlenen Schweißzusätze müssen auf die Schweißeignung der Stähle, den daraus resultierenden Anforderungen und auf die Beanspruchung der zu fertigenden Konstruktion abgestimmt sein. Natürlich sind Einsätze anderer, artgleicher oder artähnlicher Schweißzusätze möglich. Bitte in Abstimmung mit dem technischen Support. Eine Ergänzung und eine Hilfe zur Produktauswahl entnehmen Sie bitte auch der anschließenden Kurzbeschreibung und Schweißeignung dieser Werkstoffgruppe.

2. Beschreibung

Im Handel findet man einen Teil dieser Stähle auch unter den Bezeichnungen V2A und auch V4A. Nichtrostender Stahl wird auch als Edelstahl bzw. hochlegierter Stahl bezeichnet und beschreibt die Gruppe der korrosions- und säurebeständigen Stähle. Hochlegierte Stähle werden an Bauteilen eingesetzt, die erhöhten oder tiefen Betriebstemperaturen und auch einem korrosiven Angriff ausgesetzt sind. Durch Zugabe von Legierungselementen können bestimmte Stahleigenschaften wie Hitzebeständigkeit, Tieftemperaturzähigkeit, Widerstand gegen chemischen Angriff und Verzunderung verbessert werden. Das wichtigste Legierungselement korrosionsbeständiger Stähle ist Chrom. Ein hoher Chromgehalt ist die Voraussetzung für die Rost- und Hitzebeständigkeit. Um einem Stahl Rostbeständigkeit zu verleihen werden mindestens 12% Cr erforderlich. Für chemisch beständige Stähle sind ≥ 16% erforderlich. Um eine weitere Steigerung der Korrosionsbeständigkeit und bessere mechanische Gütewerte zu erreichen, legiert man noch mit anderen Elementen, wie Nickel, Molybdän, Titan und Niob. Es stehen dem Anwender eine Vielzahl von unterschiedlichen Stählen zur Verfügung, deren Eigenschaften auf den jeweiligen Anwendungsfall abgestimmt werden können.

1. Nichtrostende Stähle und nichtrostender Stahlguss
   

    

   • Ferritische und martensitische Stähle und Stahlgussorten
     Vertreter dieser Stahlgruppe z.B. X12Cr13   > 1.4006
   • Austenitisch- ferritische Stähle und Stahlgussorten
     Vertreter dieser Stahlgruppe z.B. X2CrNiMoN22-5-3   >1.4462
   • Austenitische Stähle und Stahlgussorten
     Vertreter dieser Stahlgruppe z.B. X5CrNi18-10 >1.4301,
     X6CrNiTi18-10 >1.4541, X2CrNiMo17-12-2 >1.4404,
     X6CrNiMoTi17-12-2 >1.4571,

2. Hitzebeständige Stähle und hitzebeständige Stahlgussorten

• • Ferritische und martensitische Stähle und Stahlgussorten
    Vertreter dieser Stahlgruppe z.B. X10CrAlSi13 >1.4724
  • Austenitisch- ferritische Stähle und Stahlgussorten
    Vertreter dieser Stahlgruppe z.B. X15CrNiSi25-4 >1.4821
  • Austenitische Stähle und Stahlgussorten
    Vertreter dieser Stahlgruppe z.B. X8CrNiTi18-10 >1.4878

3. Schweißeignung

Beim Schweißen hochlegierter Stähle ist darauf zu achten, dass nicht nur die mechanisch- technologischen Eigenschaften des Stahles erreicht werden, sondern auch die weiteren Eigenschaften wie Korrosionsbeständigkeit, Hitzebeständigkeit und Unmagnetisierbarkeit. Daher sind Schweißtechnologie und Schweißzusatz so aufeinander abzustimmen, dass im Schweißgut eine vorgegebene chemische Zusammensetzung und der gewünschte Gefügezustand erreicht wird. Bei der Nahtvorbereitung und während des Schweißens hochlegierter Stähle sind folgende Grundregeln zu beachten:

1. Vor der Fertigung für Konstruktionen einen eigenen, von „schwarzen Materialien“ getrennten Arbeitsbereich schaffen um spätere Korrosionsabläufe zu vermeiden. Sauberkeit am Arbeitsplatz ist höchstes Gebot
2. Reinigung der vorbereiteten Teile, Feuchte, Fette, Zunder und Schmutz müssen entfernt werden
3. Nach dem Schweißen, durch schleifen, strahlen, bürsten > Oxidschichten, Anlauffarben und Zunder entfernen, anschließend beizen und passivieren.

Wenn auch der gleichmäßige Korrosionsabtrag bei den rost- und säurebeständigen Stählen stark herabgesetzt ist, so können dennoch schnell ablaufende, örtlich begrenzte Korrosionserscheinungen auftreten. Die häufigsten auftretenden örtlichen Korrosionserscheinungen sind folgende:

Spannungsrisskorrosion, interkristalline Korrosion, Lochfraßkorrosion, Spaltkorrosion,

Ergänzende Schädigungen können in der Gefügestruktur auftreten:

Heißrißbildung: Der Hauptzweck des Ferrits im austenitischen Schweißgut in Gehalten von 4 – 12% ist die Verhinderung von Heißrissen.Sie treten sehr häufig nahtmittig in Längsrichtung auf. Insbesondere die Elemente Schwefel, Phosphor bilden niedrigschmelzende Phasen die sich an den Korngrenzen ablagern und heißrißfördernd wirken. Manganangereicherte Schweißzusätze wirken dieser Neigung entgegen.

Sigmaphase: Da sich diese Phase aus dem Ferrit wesentlich schneller bildet als aus dem Austenit, kann es unter Umständen schon aus der Schweißwärme zu Zähigkeitsverlusten in der Naht kommen. Die Schweißwärme soll bei Stählen mit hohem Delta-Ferrit niedrig gehalten werden.

475°C Versprödung: Bei langzeitiger Hochtemperaturbelastung zwischen 450 – 525°C kann als Folge von Ausscheidungsvorgängen die 475°C Versprödung auftreten.