Abtragen, Beischleifen und Endbearbeiten von Schweißnähten

Sie haben gerade Metallteile miteinander verschweißt und nun benötigt das neu entstandene Werkstück ein nahtloses Finish. Je nachdem, mit welchem Material Sie arbeiten und welche Oberflächenqualität erforderlich ist, entscheidet sich, welche Produkte und Techniken Sie verwenden. Hier ist unser Leitfaden zum Bearbeiten von Schweißnähten.

Vor dem Schweißen

Da die beteiligten Prozesse und die erforderlichen Oberflächen oft unterschiedlich sind und normalerweise von der Materialart und den damit verbundenen Anforderungen an die Oberflächenbeschaffenheit bestimmt werden, wird dieser Artikel sowohl die Bearbeitung von Carbon- als auch von Edelstahl behandeln. Vor dem Schweißen, insbesondere bei Carbonstahl, sollte das Werkstück gereinigt werden, um den vom Warmwalzen verbliebenen Walzzunder zu entfernen – Walzzunder kann die Qualität der Schweißnaht beeinträchtigen. Zum Entfernen des Zunders empfehlen wir unsere Norton Blaze Rapid Strip-Scheibe; sie ist die ideale Scheibe für diesen Arbeitsschritt.
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Schweißverfahren

Carbonstahl (Kohlenstoffstahl)

Edelstahl

Metall-Inertgas-Schweißen (MIG-Schweißen)

Das MIG-Schweißen ist eine kostengünstige und dennoch hochproduktive Schweißmethode, die bei allen gängigen Metallen und Legierungen eingesetzt werden kann. Das Verfahren verwendet ein inertes Schutzgas und eine halbautomatische Drahtzuführung, die das Füllmaterial liefert. Das MIG-Schweißen gilt allgemein als die beste Option für schwerere Teile oder Teile mit einer hohen Materialstärke („dickes“ Material), erzeugt aber eine wulstige Schweißnaht. Wir empfehlen das MIG-Schweißen für Kohlenstoffstahl.

Wolfram-Inertgasschweißen (WIG-Schweißen)

Das WIG-Schweißen ist ein präziseres Lichtbogenschweißverfahren, das eine Wolframelektrode zum Bilden der Schweißnaht verwendet. Das WIG-Schweißen gilt allgemein als eine schwer zu beherrschende Technik und ist viel langsamer als das MIG-Schweißen. Die Schweißnaht ist sauberer, kleiner und die häufigste Schweißanwendung bei Edelstahl.

 

Der Unterschied zwischen der Endbearbeitung von Kohlenstoffstahl und Edelstahl

Carbonstahl

Edelstahl

Die Entscheidung, welche Art von Oberfläche man erreichen will, hängt stark mit der Verwendung des fertigen Teils und des Grundmaterials selbst zusammen (Carbonstahl wird fast immer lackiert). Es ist zu beachten, dass – obwohl dieser Artikel sich in erster Linie damit beschäftigt, wie man Schweißnähte entfernt – nicht alle Schweißnähte entfernt werden müssen, damit das hergestellte Metallteil einsatzfähig ist.

Dies gilt insbesondere für Kohlenstoffstahl bei Anwendungen, bei denen die Naht nicht sichtbar ist. Zum Beispiel bei Unterwasser-Pipelines oder wenn das Metall von Teil einer Stützkonstruktion und hinter einer Verkleidung verborgen ist. Letzten Endes sind unbearbeitete Schweißnähte aufgrund des Materialabtrags beim Abschleifen grundsätzlich fester als bearbeitete Schweißnähte.

Bei Carbonstahl ist die Endbearbeitung einer Schweißnaht ein recht einfacher Prozess. In den meisten Fällen muss der Stahl nur so weit vorbereitet werden, dass es möglich ist, die Beschichtung (Farbe, Lack...) aufzutragen. Auf rauen und möglichst stark zerkratzten Metalloberflächen haftet die Beschichtung besser als auf hochglanzpolierten Oberflächen. Wird eine Pulverbeschichtung auf dem Metall verwendet, reicht wahrscheinlich eine grobkörnige, zweistufige Schweißnahtentfernung aus.

Edelstahl ist von Natur aus stärker als sein Pendant aus Carbonstahl, und wird im Allgemeinen in deutlich geringeren Stärken verwendet. Diese Tatsache hat Auswirkungen auf das Schleifen, insbesondere im Hinblick auf den anfänglichen Materialabtrag. Edelstahl hat eine Vielzahl von kommerziellen Anwendungen, und die Auswahl des Schweißverfahrens hängt ebenfalls stark von der letztendlichen Anwendung ab. So kann beispielsweise eine hochveredelte Oberfläche (zu der dieser Artikel Ihnen verhelfen soll) wegen ihrer Ästhetik verwendet werden, während eine Aufzugswandplatte oder ein Handlauf die Oberflächenqualität 4 aufweisen muss, um die Sichtbarkeit von Fingerabdrücken und Kratzern zu verhindern, also eine funktionelle Oberfläche.

 

Es ist zu beachten, dass, wenn Sie mit beiden Materialien arbeiten, diese im Bearbeitungsbereich der Werkstatt getrennt gehalten werden sollten, um Kreuzkontaminationen zu vermeiden. Insbesondere beim Wechsel von Carbonstahl zu Edelstahl ist auf die saubere Trennung zu achten. Das Letzte, was man sich hierbei wünscht, ist, dass Kohlenstoffstahl-Partikel auf das Werkstück aus Edelstahl gelangen. Achten Sie daher darauf, dass Sie die jeweils verwendeten Schleifmittel ebenfalls getrennt voneinander aufbewahren.

Abtragen der Schweißnaht

Der erste Schritt bei der Schweißnahtbearbeitung ist das Abtragen von überschüssigem Material aus der Schweißnaht. Ziel ist es, die Naht auf eine ebene und durchgehende Fläche mit dem Rest des Grundwerkstoffs zu schleifen. Um diese anfängliche Abtragung in einfacher Weise zu erreichen und wenn die Oberflächenbeschaffenheit nicht ausschlaggebend ist, kann der Metallbearbeiter eine einfache Schleifscheibe auf einem Winkelschleifer verwenden.

Verwendung einer Schleifscheibe auf einer Schweißnaht

Obwohl eine Schleifscheibe für den Materialabtrag bei beiden Materialien verwendet werden kann, bedarf es eines hohen Maßes an Können und Erfahrung, um ein passables Ergebnis auf Edelstahl zu erzielen. Um ungewollte Erscheinungen wie „Fugenhobeln“ und „Hinterschneiden“ zu verhindern, ist beim Schleifen der richtige Winkel besonders wichtig.

 

grinding wheel Norton Quantum3

Carbonstahl

Edelstahl

Schleifscheiben sind erste Wahl für Kohlenstoffstahl. Sie tragen das überschüssige Material der Schweißnaht schnell ab, und da das Auftreten von Kratzern im Vergleich zu Edelstahl kein Problem darstellt, sind sie ideal für diesen Arbeitsschritt.

Beim Bearbeiten sollte ein Anhaltewinkel im Bereich von 5 bis 35 Grad zur Horizontalen (abhängig von der verwendeten Schleifscheibe) eingehalten werden, und um ein gleichmäßiges Finish zu erreichen, ist außerdem ein gleichmäßiger Druck sowohl in der Vorwärts- als auch in der Rückwärtsbewegung unerlässlich. Unsere Norton Quantum3-Schleifscheiben verbeißen sich mit ihrem selbstschärfenden Keramikkorn buchstäblich in das Material und erleichtern den Materialabtrag.

Wie bereits erwähnt, erfordert der Einsatz von Schleifscheiben auf Edelstahl ein hohes Maß an Können und Erfahrung, um ein ordentliches Finish zu erzielen. Viele Bearbeiter bevorzugen daher bei diesem Arbeitsschritt Fiber- oder Fächerschleifscheiben (darauf kommen wir später noch zu sprechen). Wenn Sie mit einer Schleifscheibe arbeiten, müssen Sie ein für Edelstahl geeignetes Produkt verwenden. Entsprechende Produkte sind auf dem Etikett als nicht-eisenhaltig (eisenfrei) und für Inox geeignet gekennzeichnet. Aus den folgenden Gründen sollten Sie eine mittlere Körnung gegenüber einer groben bevorzugen:

  1. Kratzer sind zu einem späteren Zeitpunkt sehr schwer wegzupolieren, besonders wenn Sie ein feines Finish erzielen möchten.
  2. Edelstahl hat eine geringe Materialstärke und Sie laufen Gefahr, sichtbare flache Stellen oder Dellen herzustellen, insbesondere bei rohrförmigen Teilen.
   

 

Bei der Auswahl einer geeigneten Schleifscheibe gibt es eine Vielzahl möglicher Optionen. Wie immer bestimmen die Korngröße, die Art des Korns und das Bindemittel, wie sich das Produkt verhält und führen lässt. Achten sie also darauf, dass Sie sich darüber im Klaren sind, was genau Sie benötigen, bevor Sie mit der Arbeit beginnen!

Verwendung einer Fächerschleifscheibe auf einer Schweißnaht

Fächerschleifscheiben sind immer schon eine beliebte Option, wenn es um die Endbearbeitung von Schweißnähten sowohl an Edel- als auch an Carbonstahl geht – und es ist nicht schwer zu verstehen, warum, da sie entscheidende Vorteile gegenüber Standardschleifscheiben bieten. Ihre langen Lebensdauer, ihr weitaus höherer Komfort und eine bessere Kontrolle (Fächerscheiben sind deutlich fehlertoleranter), die geringere Geräuschentwicklung und die Qualität der Oberfläche sind wichtige Gründe für die Wahl dieser Schleifmittel.

NQ flap disc

Carbonstahl

Edelstahl

Eine Fächerschleifscheibe mit einer groben Körnung von P40 trägt die Kohlenstoffstahl-Schweißnaht im Handumdrehen ab und bereitet das Werkstück (falls erforderlich) zur weiteren Bearbeitung vor, bevor es schließlich lackiert wird.

Metallbearbeiter verwenden in der Regel eine Fächerschleifscheibe, wenn eine hochwertigere, feinere Oberflächenbeschaffenheit erforderlich ist, da Fächerschleifscheiben (oder Fiberschleifscheibe) für Edelstahl einfach die ideale Option sind. Für den ersten Arbeitsschritt, den Materialabtrag, wäre unsere Norton Quantum-Tellerfächerschleifscheibe mit einer Körnung von P80 ideal; wir empfehlen jedoch weniger erfahrenen Anwendern eine Körnung von P120 zu verwenden.

Vorbereiten und Beischleifen einer Schweißnaht

Carbonstahl

Edelstahl

Wenn Sie Carbonstahl pulverbeschichten, ist die Bearbeitung der Oberfläche mit dem Schleifen fast abgeschlossen. Es bleibt nur noch, die Übergänge zwischen Schweißnaht und restlicher Oberfläche beizuschleifen; hierfür eignet sich eine Norton Vortex Rapid Prep mit grober Körnung. Die Pulverbeschichtung ist dick genug, um das Erscheinungsbild der verbleibenden Kratzer zu verdecken, die durch die grobe Körnung des Schleifmittels verursacht werden – außerdem haftet die Pulverbeschichtung gut auf der zerkratzten Kohlenstoffstahl-Oberfläche. Ist die aufzubringende Farbschicht dünner als eine Pulverbeschichtung, müssen Sie die Oberfläche möglicherweise noch weiter verfeinern, damit sie nicht durch die Beschichtung hindurch sichtbar sind. Hierzu empfehlen wir ein Conditioning Pad mit mittlerer Körnung wie dasNorton Vortex Rapid Blend Medium“.

Ob Sie nun ein hoch veredeltes Finish oder eine Oberfläche mit Qualität 4 benötigen, Schweißnähte auf Edelstahl müssen in jedem Fall weiter vorbereitet und beigeschliffen werden. Die zerkratzte Oberfläche nach dem anfänglichen Materialabtrag würde auf einer Edelstahloberfläche unansehnlich aussehen. Um dies auszugleichen, empfehlen wir auch hier die Verwendung des „Norton Vortex Rapid Blend Medium“ Conditioning Pad. Die besten Ergebnisse lassen sich mit der Vortex-Scheibe im Drehzahlbereich von 5.000-6.000 U/min erzielen. Dann verleiht das Schleifvlies dem Metall ein einheitliches, schmierfreies Finish. Ist auch das noch nicht fein genug, müssen Sie mit Norton Rapid Blend 2SF nacharbeiten. Das weiche Material in Kombination mit feinem Siliziumkarbidkorn verleiht der Oberfläche ein glattes, glänzendes Aussehen. Es stehen eine Reihe von Optionen zur Verfügung, zu denen Sie in unserem neuen Norton Industriekatalog 2019 weitere Informationen finden können. Wichtige Tipps erhalten Sie auch im Video von Paul Gray.

 

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In diesem Stadium sollte die Schweißnaht zwischen den zusammengefügten Metallteilen fast verschwunden sein. Bei Cabonstahl ist die Oberfläche nun bereit für die Lackierung oder zur Verwendung. Bei Edelstahl sind weitere Schritte für die feineren Oberflächen erforderlich, weshalb die folgenden Informationen nur für Edelstahl gelten.

Welches Finish?

Die Entscheidung, welches Finish Sie für Ihr Edelstahlwerkstück wählen, hängt ganz davon ab, wofür das Endprodukt verwendet werden soll.

Glanzvolle Zeiten...

Eine glänzende und homogene Oberfläche lässt sich relativ einfach und schnell herstellen. Um die verbleibenden Unebenheiten und Kratzer in der Oberfläche, die aus den vorherigen Arbeitsschritten auf dem Edelstahl zurückbleiben, durch Feinschliff zu entfernen, empfehlen wir die Verwendung von Norton Rapid Blend NEX-2SF Unitised-Kompaktscheiben. Das feinkörnige Siliziumkarbid verleiht dem Metall einen wirklich beeindruckenden Glanz.

Sie werden am besten in einem Winkel von 10-15° verwendet und muss langsam über das Metall bewegt werden, wobei allein das Gewicht des Winkelschleifers für ausreichend Druck sorgt. Wenn Flexibilität und Komfort weniger wichtig sind, können Sie es auch mit dem Feinheitsgrad NEX-3SF, der eine längere Lebensdauer aufweist. Für beste Ergebnisse und um ein Verbrennen der Oberfläche zu vermeiden, wird eine Drehzahl von 6.000 bis 7.000 U/min empfohlen.

Dieses Finish sollte die nahtlos glänzende Oberfläche ergeben, die Sie benötigen – aber wenn Sie ein noch glänzenderes Ergebnis wünschen, ist die Rapid Polish-Filzpolierscheibe von Norton perfekt geeignet.

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Oberflächenqualität 4

Für Balustraden oder Handläufe kann eine Ausführung in Oberflächenqualität 4 vorgegeben sein. Qualität 4 ist eine gängige, aber spezielle Edelstahloberfläche, die mit einem rotierenden Schleifmittel wie einer Scheibe nicht erreicht werden kann und deren lineares Erscheinungsbild nur mit einem Band oder einer Walze erreicht werden kann. In diesem Fall wird der vorher beschriebene Schritt durch die Verwendung eines Schleifbands mit einer Körnung von P80-P120 ersetzt, gefolgt von einem Rapid Prep Medium Vliesschleifband, bevor dann schließlich mit einem sehr feinen Vliesschleifband das endgültige Finish erreicht wird.

Dabei soll nur eine geringe Menge des Oberflächenmetalls abgetragen werden, ohne die Gesamtstärke des Materials wesentlich zu beeinflussen. Wenn ein Linieneffekt gewünscht ist, ist darauf zu achten, dass nur in eine Richtung geschliffen wird..

Es ist zu beachten, dass auf ebenen Oberflächen eine Satinier-Maschine mit Schleifbändern auf Buchsen oder Fächerschleifwalzen (mit einer Körnung in P80 beschichtete Fächer mit grobem Vlies) benötigt werden; für Rohre benötigen Sie Schleifbänder auf einer Rohrbearbeitungsmaschine.

Um einen sauberen, glatten und nahtlosen Glanz des geschweißten Teils zu erzielen, der über die Anforderungen der Oberflächenqualität 4 hinausgeht, ist ein feineres Schleifmittel mit einem sehr geringen Materialabtrag erforderlich.

Unterstützung und weitere Informationen...

Weitere Informationen zu einem der in diesem Artikel beschriebenen Produkte von Norton Abrasives finden Sie in unserem aktuellen Norton Industriekatalog 2019. In diesem PDF-Download finden Sie alle unsere Produkte für industrielle Anwendungen im Detail sowie einige nützliche Tipps und Tricks. Schauen sie doch auch auf unserem Youtube-Channel vorbei; dort finden Sie jede Menge praktische „Gewusst wie“-Videos und Produktdemonstrationen rund um die Metallbearbeitung. Wie immer stehen Ihnen unsere Norton-Experten auch bei allen andren Fragen zur Verfügung. Kontaktieren Sie uns einfach über unser Kontaktformular.