Erkundung des effizienten Schweißens der Metallwelt: Edelstahl

Edelstahl wird aufgrund seiner hervorragenden Korrosionsbeständigkeit, Hitzebeständigkeit und Kältetoleranz häufig in den Bereichen Besteck, Haushaltsgeräte, Maschinenbau, Architekturdekoration, Kohle, Petrochemie und anderen Bereichen verwendet. Von den Anfängen der Volksrepublik China bis zur Zeit vor der Reform und Öffnung bestand die Nachfrage Chinas nach rostfreiem Stahl hauptsächlich für Industrie- und Verteidigungsanwendungen. Heutzutage macht Chinas Edelstahlproduktion mehr als 50 % der weltweiten Edelstahlproduktion aus und festigt damit seine bedeutende Position auf dem globalen Edelstahlmarkt. Der Schweißprozess von Edelstahl ist jedoch keine leichte Aufgabe und erfordert die Beherrschung einer Reihe technischer Punkte und die Überwindung verschiedener technischer Schwierigkeiten.

I. Eigenschaften von Edelstahl

Kurz gesagt, Edelstahl bezieht sich auf Stahl mit einem Primärelementgehalt an Chrom (Cr) von mehr als 12 %. Diese Zusammensetzung versetzt den Stahl in einen passivierten Zustand und verleiht ihm so die Eigenschaften von Edelstahl. Basierend auf seiner Struktur und chemischen Zusammensetzung kann Edelstahl grob in vier Kategorien eingeteilt werden: austenitischer Edelstahl, martensitischer Edelstahl, ferritischer Edelstahl und Duplex-Edelstahl.

Austenitischer Edelstahl mit seiner hervorragenden Korrosionsbeständigkeit, Hitzebeständigkeit und seinen nichtmagnetischen Eigenschaften wird häufig in Haushaltsgeräten, Automobilteilen und medizinischen Instrumenten verwendet.

Martensitischer Edelstahl, bekannt für seine gute Bearbeitbarkeit, hohe Härte und magnetischen Eigenschaften, wird häufig zur Herstellung von Besteck, Klingen, mechanischen Teilen usw. verwendet.

Ferritischer Edelstahl, reich an Titan, ist beständig gegen hohe Temperaturen und Korrosion und wird häufig bei der Herstellung von Automobilauspuffrohren, Wärmetauschern und anderen Komponenten verwendet.

Duplex-Edelstahl vereint die Vorteile austenitischer und ferritischer Edelstähle und bietet hohe Festigkeit und ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit.

Darüber hinaus weist Edelstahl auch die folgenden bemerkenswerten Eigenschaften auf:

Hervorragende Korrosionsbeständigkeit: Das Chromelement in Edelstahl kann auf seiner Oberfläche einen dichten Oxidfilm bilden, der der Erosion von Sauerstoff, Wasser und anderen korrosiven Medien wirksam widersteht.

Hohe Festigkeit und Zähigkeit: Edelstahl verfügt über eine hohe Festigkeit und Zähigkeit und ist in der Lage, erheblichen mechanischen Belastungen standzuhalten.

Beständigkeit gegen hohe und niedrige Temperaturen: Edelstahl behält bei hohen und niedrigen Temperaturen gute mechanische Eigenschaften.

Ästhetischer Reiz und einfache Verarbeitung: Edelstahl hat einen hellen metallischen Glanz, lässt sich leicht verarbeiten und formen und eignet sich für die Herstellung von Produkten mit verschiedenen komplexen Formen und Strukturen.

Edelstahl weist jedoch eine relativ schlechte Wärmeleitfähigkeit und einen großen Wärmeausdehnungskoeffizienten auf, was beim Schweißen zu Problemen wie Heißrissen und interkristalliner Korrosion führt. Um die Qualität und Leistung der Schweißverbindungen sicherzustellen, ist es notwendig, geeignete Schweißmethoden auszuwählen, Schweißparameter zu kontrollieren und geeignete Schutzmaßnahmen zu ergreifen.

II. Hauptmethoden des Edelstahlschweißens

Widerstandsschweißen

Eigenschaften: Beim Widerstandsschweißen wird die durch den durch die Kontaktfläche fließenden Strom erzeugte Widerstandswärme zum Schmelzen und Verbinden der Kontaktflächen genutzt. Widerstandsschweißen bietet die Vorteile einer schnellen Schweißgeschwindigkeit, einer hohen Produktionseffizienz und einer stabilen Schweißqualität.

Anwendungsbereich: Das Widerstandsschweißen eignet sich zum Schweißen von Edelstahlblechen und -rohren mit relativ geringer Dicke und regelmäßiger Form.

Arbeitspunkte: Vor dem Schweißen sicherstellen, dass die Werkstückoberfläche sauber und eben ist; Wählen Sie den geeigneten Schweißstrom und die richtige Schweißzeit. Kontrollieren Sie den Schweißdruck, um die Schweißqualität sicherzustellen.

Manuelles Lichtbogenschweißen

Eigenschaften: Beim manuellen Lichtbogenschweißen handelt es sich um eine Schweißmethode, bei der eine Lichtbogenschweißpistole manuell bedient wird. Sie bietet große Flexibilität und Anwendbarkeit auf verschiedene Formen und Größen von Werkstücken.

Anwendungsbereich: Das manuelle Lichtbogenschweißen eignet sich zum Schweißen von Edelstahlwerkstücken mit relativ geringer Dicke und komplexen Formen.

Betriebspunkte: Kontrollieren Sie während des Schweißens die Lichtbogenlänge und halten Sie eine stabile Schweißgeschwindigkeit aufrecht. geeignete Schweißelektroden und Schweißströme auswählen; Achten Sie auf Parameter wie Schutzgasdurchfluss und Verlängerungslänge der Wolframelektrode.

Schutzgasschweißen (MIG/MAG-Schweißen und WIG-Schweißen)

MIG/MAG-Schweißen: Dabei wird Inertgas oder Mischgas als Schutzschicht verwendet und Schweißdraht über automatische oder halbautomatische Drahtvorschubgeräte zum Schweißen in das Schmelzbad geführt. Es bietet die Vorteile einer schnellen Schweißgeschwindigkeit, einer stabilen Qualität und niedrigen Kosten. Geeignet für Schweißbereiche mit hoher Dichteverteilung.

WIG-Schweißen: Dabei wird Argongas als Schutzgas verwendet, das die Schweißelektrode aus rostfreiem Stahl in den geschmolzenen Zustand erhitzt und sie dann mit dem Werkstück in Kontakt bringt, um eine Schweißnaht zu bilden. Es bietet Vorteile wie eine gute Schweißnahtausbildung, eine hohe Oberflächengüte und die Eignung zum Schweißen dünner Bleche sowie mittlerer bis schwerer Rohrbleche. Allerdings ist der Prozess komplex, die Schweißgeschwindigkeit langsam und die Kosten höher.

Lasers ch weißen

Eigenschaften: Beim Laserschweißen wird die hohe Energiedichte eines Laserstrahls genutzt, um ein Schweißen mit hoher Präzision, hoher Geschwindigkeit und guter Schweißqualität zu erzielen.

Anwendungsbereich: Das Laserschweißen eignet sich zum Schweißen von Edelstahlwerkstücken mit extrem hohen Anforderungen an die Schweißnahtqualität und komplexen Formen.

Arbeitspunkte: Kontrollieren Sie während des Schweißens die Leistung und die Fokusposition des Laserstrahls. Aufrechterhaltung einer stabilen Schweißgeschwindigkeit; Achten Sie auf den Schutzgasdurchfluss und die Stabilität des Laserstrahls.

Andere Schweißmethoden

Unterpulverschweißen : Geeignet zum Schweißen von Edelstahlblechen mittlerer Dicke und mehr und bietet Vorteile wie hohe Produktivität und gute Schweißqualität. Es kann jedoch leicht zu einer Entmischung von Legierungselementen und Verunreinigungen kommen.

Elektroschlacke-Schweißen : Hierbei wird die Widerstandswärme genutzt, die durch den Stromfluss durch flüssige Schlacke zum Schweißen erzeugt wird, was für Massenproduktionszwecke geeignet ist. Es bestehen jedoch gewisse Einschränkungen hinsichtlich des Materials und der Größe des Werkstücks.

III. Technische Schwierigkeiten und Lösungen beim Edelstahlschweißen

Hot-Cracking-Phänomen

Technische Schwierigkeit: Austenitischer Edelstahl, insbesondere Stahlsorten, die mehr Nickel, Schwefel und andere Elemente enthalten, neigt beim Schweißen zu Heißrissen, was die Schweißqualität beeinträchtigt.

Lösung: Führen Sie eine Vorwärmung und Nachwärmebehandlung durch, um die Schweißspannung zu reduzieren. Gleichzeitig sind auch die Auswahl geeigneter Zusatzwerkstoffe und die Optimierung der Schweißparameter (wie Strom, Spannung, Geschwindigkeit) von entscheidender Bedeutung.

Interkristalline Korrosion

Technische Schwierigkeit: Die Kombination von Kohlenstoff und Chrom in austenitischem Edelstahl bildet Chromkarbid, das sich an den Korngrenzen ausscheidet, was zu einer Chromverarmung an den Korngrenzen führt und dadurch interkristalline Korrosion auslöst.

Lösung: Verwenden Sie Edelstahlmaterialien mit geringen Kohlenstoffemissionen oder eliminieren oder reduzieren Sie die Ausfällung von Chromkarbid durch Wärmebehandlung nach dem Schweißen.

Schweißverformung

Technische Schwierigkeit: Edelstahl hat einen großen Wärmeausdehnungskoeffizienten, wodurch er bei Erwärmungs- und Abkühlungsprozessen anfällig für Verformungen ist.

Lösung: Gestalten Sie die Verbindungsform angemessen, achten Sie auf eine symmetrische Schweißreihenfolge und verwenden Sie geeignete Vorrichtungen zur Fixierung, um Schweißverformungen zu reduzieren.

Schweißporosität

Technische Schwierigkeit: Schlechter Schutz beim Schweißen oder Verunreinigungen auf der Grundmetalloberfläche können zur Bildung von Wasserstoffporen oder anderen Gasporen führen.

Lösung: Sorgen Sie vor dem Schweißen für eine gründliche Reinigung der zu schweißenden Oberfläche und sorgen Sie während des Schweißens für eine gute Gasschutzumgebung.

Das Schweißen von Edelstahl ist ein technisch anspruchsvoller Prozess, der eine umfassende Berücksichtigung von Materialeigenschaften, Schweißmethoden, Betriebsspezifikationen und anderen Faktoren erfordert. Durch die Auswahl geeigneter Schweißmethoden und technischer Parameter sowie die Einführung effektiver Lösungen können die Qualität und Leistung von Edelstahlschweißnähten sichergestellt werden. Für die Zukunft gehen wir davon aus, dass fortschrittlichere Schweißtechnologien und -ausrüstungen aufkommen werden, die größere Möglichkeiten für die Anwendung von Edelstahl eröffnen werden  Reiher  wird sich auch weiterhin intensiv mit Innovationen in der Edelstahl-Schweißtechnologie befassen und sein Fachwissen zur Verbesserung der Schweißqualität und -leistung einbringen.