Geschweisste Beschichtungen: Eisenwerkstoffen

Vorbeugende Beschichtungen und Reparaturbeschichtungen werden für die Verbesserung der Oberflächengüte eingesetzt. Spezifische Eigenschaften wie Verschleiss-, Temperatur- oder Korrosionsbeständigkeit können damit wesentlich verbessert werden.
In den meisten Fällen wird artfremd geschweisst.
Beim artfremden Schweissen ist es wichtig, die Aufmischung unter Kontrolle und im Allgemeinen möglichst klein zu halten. Dies wird in erster Linie durch Schweissen mit wenig Wärmeeinbringung erreicht.

Brecherhämmer sind konstantem Verschleiss durch Schlag und Abrasion ausgesetzt.
Verschleiss- und Ersatzteilmanagement zahlt sich aus !

Wolframkarbidhaltige Beschichtungen

Hoch-chromhaltige Beschichtungen

• Komplexe Strukturen

Komplexer hoch-chromhaltiger Werkstoff

• Karbidhaltige Beschichtungen

Karbidhaltiger Werkstoff

• Austenitische Beschichtungen

Austenitischer Werkstoff

Beschichtungen mit Werkzeugstahl als Zusatzwerkstoff

• Kaltarbeitsstähle

Kaltarbeitsstahl

• Warmarbeitsstähle

Warmarbeitsstahl

• Maraging Stähle

Elemente zur Schweissvorschrift

Bewegungen des Lichtbogens auf dem Werkstück

• Strichraupe: Reduzierte Wärmeeinbringung, weniger Aufmischung
• Pendeln: Elektrodenhandschweissen: Breite approx. 1.5 x D (Elektrode)
• Oszillieren: Open arc: Breite approx. 20 mm

Beschichtungen mit nur einer Lage

Strichraupe, eine Lage

Im Allgemeinen kann mit nur einer Lage die gewünschte Härte nicht erreicht werden.
Es gibt allerdings Ausnahmen: Einige Zusatzwerkstoffe erlauben optimale Gütewerte in der ersten Lage zu erreichen.

Mehrlagenschweissungen

Mehrlagenschweissung

Pufferlagen sind in vielen Fällen ein wichtiger Teil von Beschichtungen: beispielsweise zum Aufbau, zum Spannungsabbau oder zur Verminderung der Kaltrissanfälligkeit.

Gradienten - Beschichtungen

Mehrlagenschweissungen mit progressiver Änderung von Zusammensetzung und Struktur erlauben in erster Näherung eine Gradienten-Beschichtung zu erzeugen.

Schweissmuster

Rhombusmuster
Rhombusmuster verstärkt mit Schweisspunkten
Rechtecksmuster
Schnelle Beschichtung mit Schweisspunkten

Geschweisste Beschichtungen: Nicht-Eisenwerkstoffen

Nickelzusatzwerkstoffe

Nickellegierungen können rasch auf Grund der Legierungselemente charakterisiert werden:

Nickelzusatzwerkstoff

Schweissverfahren

• Lichtbogenhandschweissen (MMA)
• MIG (Metal Inert Gas)
• Unterpulverschweissen
• PTA

Reinigen

Inox-Stahlbürsten oder geeignete Schleifscheiben verwenden.
Chromhaltige Nickellegierungen sind auf Schwefelverunreinigungen weniger anfällig als reine Nickelwerkstoffe, trotzdem müssen schwefelhaltige Verunreinigungen (Oel, Fett, etc) vor dem Schweissen peinlich genau entfernt werden.

Elemente zur Schweissvorschrift

Lichtbogenhandschweissen: Strichraupentechnik, niedrige Aufmischung und guter Aufbau der Raupen notwendig. Mindestens drei Lagen sind für einen Eisengehalt von unter 5 % erforderlich.

MIG: Strichraupen wie für das Lichtbogenhandschweissen.
Mit dem Sprühlichtbogen kann die Aufmischung leicht weniger sein als beim Lichbogenhandschweissen. Trotzdem sind für einen Eisengehalt unter 5 % drei Lagen notwendig.
Mit dem Kurzschlusslichtbogen oder mit Pulstechnik könnten zwei Lagen genügen.

Unterpulverschweissen: Im Allgemeinen mit Drähten (1.6 or 2.4 mm Durchmesser) und Pendelbewegung.

Kobaltzusatzwerkstoffe

Stellit 12

Schweissverfahren

• Lichtbogenhandschweissen (MMA)
• MIG (Metal Inert Gas)
• PTA

Grundwerkstoff

siehe Kapitel Stahl

Sicherheit: Lichtbogenschweissen

siehe Kapitel Sicherheit

Fallstudien

Beschichten von schweren Werkstücken:

Verbesserte Verfügbarkeit und Leistung sowie optimales Ersatzteilmanagement und Schutz der natürlichen Ressourcen sind erklärte Ziele. In Produktionsanlagen gibt es hunderte von potentiellen Anwendungen für Beschichtungen.

Beschichten von Kaltarbeitswerkzeugen:

Im Allgemeinen ist für das Beschichten von Werkzeugen dem Lichtbogenschweissverfahren den Vorzug zu geben. Für fehlerfreie Beschichtungen ist eine einwandfreie Schweissvorschrift notwendig. Darin vorgeschrieben sind das Schweissverfahren, die Schweissparameter, die Zusatzwerkstoffe, Angaben über das Vorwärmen und die thermische Nachbehandlung. Beim Verfassen der Schweissvorschrift sind der Grundwerkstoff, die Werkzeugabmessungen und die Arbeitsbedingungen des Werkzeugs Schlüsselkennwerte. Die korrekte Wahl des Schweissverfahrens hat einen wesentlichen Einfluss auf Technik und Wirtschaftlichkeit.
Es besheht der Trend, Werkzeugstähle durch niedriglegierte Stähle oder sogar Gusseisenwerkstoffe zu ersetzen. Dadurch kann die Vorwärmtemperatur reduziert und die thermische Nachbehandlung vereinfacht werden.

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