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Edelstahl / Chromnickelstahl bearbeiten

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Edelstahl oder Chromnickelstahl

Edelstahl wird häufig mit hochwertigen, rostfreien Metallen in Verbindung gebracht. Doch genau genommen ist die Bezeichnung nicht korrekt. Was oft als „Edelstahl“ bezeichnet wird, ist in der Metallbearbeitung bzw. bei uns in der Blechbearbeitung eigentlich Chromnickelstahl. Tatsächlich bezeichnet „Edelstahl“ lediglich eine besonders reine Form von Stahl mit einem geringen Schwefel- und Phosphorgehalt. Nicht jeder Edelstahl ist also automatisch rostfrei.

Erst durch die gezielte Legierung mit Chrom und Nickel erhält der Stahl seine rostfreien Eigenschaften und wird zum Chromnickelstahl. Durch einen hohen Chromanteil (mindestens 10,5 %) in der Legierung bildet sich eine schützende Oxidschicht, die das Material vor Rost und äußeren Einflüssen schützt. Nickel verstärkt diese Eigenschaften weiter und sorgt für zusätzliche Stabilität sowie eine glänzende, edle Erscheinung. Deshalb sollte man, wenn man von Edelstahl spricht, dies immer in Verbindung mit den Werkstoffnummern tun. Eine Übersicht dazu findet sich weiter unten im Text.

An dieser Stelle sei auch noch kurz auf unseren Gewichts-Rechner hingewiesen, der natürlich auch Gewichte für Bleche bzw. Blechtafeln aus Edelstahl berechnen kann.

Der Werkstoff Edelstahl findet in vielen Branchen seine Verwendung

Maschinenbau
Lebensmittelindustrie
Chemieanlagenbau
Bauwesen und besonders im Metallbau

Seine hohe Beständigkeit gegenüber Feuchtigkeit, Säuren und mechanischer Beanspruchung macht ihn zum bevorzugten Material für Anwendungen, bei denen Hygiene, Haltbarkeit und Ästhetik entscheidend sind.

Edelstahl perfekt für Laserschneiden & Kanten

Edelstahl lässt sich mit Laserschneiden extrem präzise und gratfrei zuschneiden – ideal für komplexe Geometrien und filigrane Details. Mit unseren Laserschneidmaschinen kann Edelstahl bis 30 mm geschnitten werden. Das Edelstahl Laserschneiden hat in unserem Unternehmen einen hohen Anteil am Gesamtvolumen und somit verfügen wir auch über ausgezeichnete Technologien hierfür. Der Laserschnitt von Edelstahl erfolgt in der Regel mit Stickstoff und zeigt daher üblicherweise keine Anlassfarben – die Schnittkante ist glänzend und leicht geriffelt. Anschließend kann der Edelstahl Laserzuschnitt bei Bedarf durch Kanten bzw. Gesenkbiegen mit unseren CNC-gesteuerten Abkantpressen gebogen werden. Hier haben wir die Möglichkeit bis 10 mm Dicke und maximal auf 4000 mm Länge die Bleche zu biegen. Bei größeren Stückzahlen bietet das Stanzen eine wirtschaftliche Alternative zum Laserschneiden, da es besonders schnelle und kosteneffiziente Bearbeitung ermöglicht.

Da sowohl beim Laserschneiden als auch beim Stanzen Grat entsteht, entfernen wir diesen mit unseren verschiedenen Entgrat-Technologien effizient und sorgen so für makellose Bauteile. Weitere Informationen finden Sie auf unserer Seite zum Entgraten.

Typische Werkstoffnummern von Edelstahl

Wir verarbeiten gezielt Werkstoffe, die sich durch ihre spezifischen Eigenschaften für unterschiedlichste Anwendungen eignen. Damit Sie und wir immer vom gleich sprechen, empfiehlt es sich die eindeutigen Werkstoffnummern zu verwenden. Im Folgenden werden wir die bei uns üblichen Werkstoffe aufführen und kurz beschreiben.

1.4301 (X5CrNi18-10)

Dieser klassische Chrom-Nickel-Stahl ist einer der am häufigsten verwendeten rostfreien Stähle. Er überzeugt durch eine hohe Korrosionsbeständigkeit und eine ausgezeichnete Verarbeitbarkeit. Wir haben dieses Material in der Regel in unterschiedlichen Oberflächen und Tafelformaten am Lager.

1.4404 (X2CrNiMo17-12-2)

Durch die zusätzliche Legierung mit Molybdän bietet dieser Werkstoff eine noch höhere Beständigkeit gegen Säuren und chloridhaltige Medien. Er eignet sich ideal für anspruchsvolle Umgebungen, wie sie beispielsweise in der Pharma- und Chemieindustrie oder im Schiffsbau vorkommen.

1.4571 (X6CrNiMoTi17-12-2)

Diese Legierung ähnelt dem Werkstoff 1.4404, enthält jedoch zusätzlich Titan, was die Stabilität und Hitzebeständigkeit erhöht. Damit ist 1.4571 besonders geeignet für den Einsatz in hochbeanspruchten Konstruktionen, beispielsweise in der Architektur oder im Maschinenbau. Er wird jedoch zusehends durch den Werkstoff 1.4404 abgelöst, der international wesentlich verbreiteter ist.

Unterschiede zwischen Edelstahl V2A und V4A

Die Abkürzungen V2A und V4A stammen aus der Werkstoffkunde und bezeichnen spezifische Edelstahllegierungen mit hoher Korrosionsbeständigkeit. Die Bezeichnungen V2A und V4A wurden 1912 eingeführt und sind bis heute Synonyme für Edelstahl rostfrei.

V2A – CrNi-Stahl

V2A bezeichnet eine rostfreie Stahllegierung, die im Metallbau sowie bei Blechen häufig verwendet wird. Sie umfasst Werkstoffe wie 1.4301, 1.4541 und 1.4307. V2A zeichnet sich durch eine hohe Korrosionsbeständigkeit aus, ist jedoch gegenüber bestimmten chemischen Einflüssen wie chlorhaltigen Umgebungen weniger resistent. Typische Einsatzbereiche sind der allgemeine Maschinenbau, die Lebensmittelindustrie, die Medizintechnik sowie der klassische Metallbau.

V4A – CrNiMo-Stahl

V4A hingegen umfasst Stahllegierungen, die durch eine erweiterte Beständigkeit gegen aggressive Medien wie Salzwasser oder chemische Substanzen hervorstechen. Zu den typischen Werkstoffen gehören 1.4401, 1.4571 und 1.4404. Diese Legierungen finden ihre Anwendung in Bereichen, die höchste Anforderungen an die Korrosionsbeständigkeit stellen, wie die chemische Industrie, der Schiffsbau, der Schwimmbadbau oder andere korrosive Umgebungen.

Edelstahl in Warmgewalzt und Kaltgewalzt

Bei der Verarbeitung und Beschaffung von Chromnickelblechen spielen die Herstellungsverfahren eine entscheidende Rolle. Bei TAUPITZ bieten wir sowohl warmgewalzte als auch kaltgewalzte Bleche aus hochwertigen Chromnickelstählen der oben genannten Legierungen an. Jede dieser Varianten bringt spezifische Vorteile mit sich und eignet sich für unterschiedliche Anwendungen. Bevor wir weiter auf die Details dieser Herstellungsverfahren eingehen, sei angemerkt das wir ab 8 mm Materialstärke grundsätzlich warmgewalzte Bleche verwenden.

Warmgewalzte Bleche

Warmgewalzte Bleche werden bei Temperaturen über 1.000 °C hergestellt und im warmen Zustand weiterverarbeitet. Durch das Walzverfahren bei hohen Temperaturen erhält das Material eine gröbere, jedoch äußerst widerstandsfähige Struktur.

Kaltgewalzte Bleche

Kaltgewalzte Bleche entstehen durch ein Walzverfahren bei Raumtemperatur. Dabei werden warmgewalzte Bleche weiterverarbeitet und verdichtet, wodurch eine glattere Oberfläche und eine höhere Maßgenauigkeit erzielt werden.

Oberflächen: Gebürstet, Geschliffen & Glänzend

Neben der Wahl des richtigen Blechs ist die Oberfläche entscheidend für die Funktion und Optik des Materials. Je nach Anforderung stehen verschiedene Bearbeitungsmethoden zur Verfügung:

Gebürstete Oberfläche

Bei der gebürsteten Oberfläche wird die Edelstahloberfläche mit Schleifbändern behandelt, die eine feine, gleichmäßige Struktur erzeugen. Das Ergebnis ist eine matte Oberfläche mit sichtbarer Linienführung. Die Bürstung erfolgt in der Regel nur einseitig und diese als Sichtseite bezeichnete Fläche ist in der Regel mit einer selbstklebenden Folie geschützt. Diese Oberflächen verfügt über einen dezenten Glanz mit feinen Schliffspuren und ist unempfindlicher gegen Fingerabdrücke und Kratzer. Es wird häufig für dekorative Anwendungen genutzt.

Geschliffene Oberfläche

Geschliffene Edelstahlbleche werden mit Schleifmitteln unterschiedlicher Körnung bearbeitet, um eine gleichmäßige, matte bis satinierte Optik zu erzeugen. Wir verarbeiten in der Regel Bleche, die mit der Körnung K240 bearbeitet wurden. Auf Wunsch können auch andere Körnungen beschafft werden. Wenn wir also von geschliffener Oberfläche ohne weitere Angabe sprechen, dann handelt es sich um die Körnung K240. Die Bleche haben in der Regel ein gröberes Schliffbild als gebürstete Bleche. Es reduzierte Lichtreflexionen und sorgt für ein edles Erscheinungsbild.

Glänzende Oberflächen

Die IIID/2R-Oberfläche ist eine speziell bearbeitete, hochglänzende Variante, die durch mechanisches Polieren entsteht. Sie kombiniert eine feine Textur mit hoher Reflexion. Es entsteht dabei eine sehr glatte, reflektierende Oberfläche, die eine hochwertige Optik mit edlem Glanz ausstrahlt. Durch die reduzierte Rauigkeit der Oberfläche wird die Korrosionsbeständigkeit in der Regel verbessert. Produkte mit dieser Oberfläche finden Ihre Anwendung in Design- und Luxusprodukte und bei dekorativen Elementen.

Schweißen von Edelstahl

Beim Schweißen von Edelstahl müssen einige Aspekte berücksichtigt werden. Die im Chromnickelstahl enthaltenen Legierungsbestandteile Chrom und Nickel beeinflussen die Wärmeleitfähigkeit und Schweißbarkeit. Das beispielsweise in 1.4404 und 1.4571 zusätzlich enthaltene Molybdän verbessert zwar die Korrosionsbeständigkeit, beeinflusst aber auch das Schweißverhalten.

Grundlegendes zum Schweißen von Edelstahl

Chromnickelstahl hat eine schlechte Wärmeleitfähigkeit, wodurch die Wärmeeinflusszone konzentrierter ist als bei unlegiertem Stahl. Dies erhöht beispielsweise im Vergleich mit Baustahl den Verzug und kann darüber hinaus zu Gefügeveränderungen führen.

Beim Schweißen kann es zu einer Chromverarmung in der Wärmeeinflusszone kommen, was zu einer Verringerung der Korrosionsbeständigkeit führt. Die Werkstoffe 1.4571 oder 1.4404 sind hier vorteilhafter.

Bedingt durch die hohe Wärmeausdehnung und die geringe Wärmeleitfähigkeit von Edelstahl entstehen beim Schweißen stärkere Spannungen. Eine gute Schweißvorbereitung und eine kontrollierte Wärmezufuhr sind wichtig. Hier kann durch geänderte Konstruktionen positiv Einfluss genommen werden.

Schweißverfahren für Edelstahl

Je nach Anwendungsfall eignen sich verschiedene Schweißverfahren für Edelstahl. Alle diese Verfahren haben wir im Haus und haben damit hinreichende Erfahrungen:

WIG-Schweißen (Wolfram-Inertgas-Schweißen)

Diese klassische Schweißverfahren kam in unserem Haus in der Vergangenheit am häufigsten zum Einsatz. Es überzeugt mit höchster Qualität der Schweißnähte und ist besonders geeignet für dünne Bleche. Es hat eine geringe Wärmeeinbringung und reduziert somit den Verzug der Bauteile beim Schweißen.

MIG-Schweißen (Metall-Inertgas-Schweißen)

Dieses Verfahren ist sehr Effizient für dickere Edelstahlbleche, bringt aber im Vergleich zum WIG-Schweißen eine höhere Wärmeeinbringung. Zusatzwerkstoffe mit niedrigem Kohlenstoffgehalt sorgen für eine hohe Korrosionsbeständigkeit.

Die Nachbearbeitung der Schweißnähte und der umliegenden Bereiche ist wesentlich aufwändiger als beim WIG-Schweißen. Das MAG- Verfahren (Metall-Aktivgas-Schweißen) kann ebenfalls genutzt werden, wenn mit speziellen Mischgasen mit wenig CO₂ oder Sauerstoff gearbeitet wird, allerdings mit gewissen Nachteilen. In der Regel kommt es daher beim Edelstahlschweißen nicht zum Einsatz.

Laserschweißen

Aus unserer Sicht ist das Laserschweißen für die Zukunft am geeignetsten zum Schweißen von Edelstahl dünnerer Materialien. Es erzeugt extrem präzise Schweißnähte mit einer minimaler Wärmeeinflusszone mit einer extrem hohen Schweißgeschwindigkeit. Es ist somit ideal für dünne Edelstahlbleche und filigrane Bauteile.

Elektrodenschweißen (Lichtbogenhandschweißen)

Dieses Verfahren beherrschen wir ebenfalls, aber es findet in unserem Unternehmen kaum noch Verwendung. Es ist sehr flexibel einsetzbar – gerade auch im Außenbereich – und geeignet sich prinzipiell gut für dickere Edelstahlteile. Es erfordert spezielle Elektroden mit niedriger Kohlenstofflegierung (z. B. E 308L für 1.4301, E 316L für 1.4404).

Nachbehandlung der Edelstahl-Schweißnaht

Edelstahl-Schweißnähte reinigen

Zwei wichtige Gründe sprechen für das Reinigen der Schweißnähte: Optik und Schutz vor Korrosion. Während saubere Nähte einfach besser aussehen, ist der wichtigere Aspekt die Wiederherstellung der Passivschicht, die Edelstahl vor Rost schützt. Beim Schweißen wird diese durch die Hitze zerstört, und Anlassfarben zeigen an, wo Korrosion ansetzen kann.

Es gibt drei bewährte Verfahren die Anlassfarben an Schweißbauteilen entfernen:

Chemisch: Beizflüssigkeit aus Fluss-, Salpeter- und Schwefelsäure
Mechanisch: Bürsten mit Edelstahl-Drahtbürsten, Kunststoff-Bürsten oder Vlies-Tüchern
Elektrochemisch: Einsatz von Strom und Elektrolytflüssigkeit

Alle Methoden zielen darauf ab, die Passivschicht wiederherzustellen. Denn ohne diese Schutzschicht kann Edelstahl rosten. Das ist besonders problematisch in hygienisch sensiblen Bereichen wie der Lebensmittelindustrie oder dem Gesundheitswesen. Welche Methode die beste ist, hängt vom Einsatzzweck ab. Wir präferieren in der Regel das mechanische oder elektrochemische Reinigen der Schweißnähte.

Formieren von Schweißnähten

Noch besser als das Reinigen von Schweißnähten ist das Verhindern von Anlassfarben während des Schweißprozesses. Dazu eignet sich das so genannte Formieren der Schweißnaht. Dabei wird die Sauerstoffkonzentration in der Schweißumgebung durch eine Schutzgasatmosphäre aus Argon oder andere Formiergase reduziert. Diese erreichen wir im Inneren von Edelstahlrohren oder an der Rückseite von Schweißnähten durch die Verwendung spezieller Vorrichtungen, die in der Regel aus Kupfer hergestellt werden. Dadurch kann sich keine Oxidschicht bilden, sodass Anlassfarben gar nicht erst entstehen.

Dieses Verfahren bietet mehrere Vorteile. Zum einen verhindert es die Bildung von Anlassfarben, sodass eine aufwendige Nachbearbeitung oft nicht erforderlich ist. Zudem bleibt die natürliche Chromoxidschicht des Edelstahls intakt oder regeneriert sich schneller, was die Korrosionsbeständigkeit erhöht. Da das Schweißen mit Formiergas weniger Poren verursacht und die Nähte glatter bleiben, verbessert sich insgesamt die Qualität der Schweißverbindung. Dies spart Zeit und Material, da weniger Nachbehandlung nötig ist. Besonders in hygienisch sensiblen Bereichen, etwa in der Lebensmittel- oder Pharmaindustrie, erweist sich Formieren als vorteilhaft, da es eine glatte, rückstandsfreie Oberfläche ermöglicht.