Strategien für die richtige Schweißnahtvorbereitung

Bei jeder Anwendung ist die richtige Vorbereitung des Metalls zum Schweißen der Schlüssel zur Erzielung qualitativ hochwertiger Ergebnisse, zur Aufrechterhaltung eines konstanten Produktivitätsniveaus und zur Minimierung der Kosten – insbesondere der Kosten im Zusammenhang mit Nacharbeiten und Ausfallzeiten.

Mit einer möglichst sauberen Oberfläche zu beginnen, erhöht die Chancen für eine solide und starke Schweißnaht erheblich. Aus diesem Grund ist es wichtig, die Bediener mit den Best Practices für die korrekte und effiziente Durchführung der Schweißvorbereitung auszustatten, um den gesamten Schweißvorgang zu rationalisieren.

Haben Sie einen Plan
Für eine ordnungsgemäße Schweißnahtvorbereitung ist es wichtig, einen Plan zu haben, bevor Sie beginnen. Andernfalls ist es leicht, sich voll und ganz auf ein scheinbar einfaches Projekt einzulassen und dann schnell zu entdecken, dass es viele Faktoren gibt, die zu kostspieligen Verzögerungen, zusätzlichen Schritten oder Nacharbeiten führen können. Ein Plan hilft Ihnen auch, dem Drang zu widerstehen, bei Problemen Abkürzungen zu nehmen.

Berücksichtigen Sie diese Fragen, wenn Sie Ihre Schweißvorbereitungsstrategie zusammenstellen:

• Welches Schweißverfahren verwende ich? Beim Lichtbogenschweißen mit abgeschirmtem Metall (SMAW) können Sie oft mit einigen Verunreinigungen auf der Materialoberfläche davonkommen, aber der Prozess erfordert mehr Reinigung nach dem Schweißen und zwischen den Zwischenlagen. Das Gas-Metall-Lichtbogenschweißen (GMAW) und Gas-Wolfram-Lichtbogenschweißen (GTAW) erfordert in der Regel mehr Vorbereitung und eine sauberere Oberfläche, um mit der Herstellung hochwertiger Schweißnähte zu beginnen, erfordert jedoch in der Regel weniger Aufwand für die Reinigung nach dem Schweißen.
   
• Mit welchem ​​Material arbeite ich? Einige Materialien, wie z. B. warmgewalzter Stahl, haben einen starken Walzzunder auf der Oberfläche, der vor dem Schweißen vollständig entfernt werden muss. Härtere Materialien wie Inconel werden kaltverfestigt und erfordern Hochleistungsschleifmittel wie Keramik zur Schweißnahtvorbereitung. Weichere und eisenfreie Materialien wie Aluminium sind möglicherweise anfälliger für Radbelastung und erfordern ein Schleifmittel, das so konzipiert ist, dass es verhindert, dass sich Material im Schleifmittel ansammelt.
   
• Was ist die endgültige Endbearbeitungsanforderung? Bei der Auswahl Ihres Schleifmittels ist es wichtig, alle Oberflächenanforderungen zu kennen und zu verstehen. Es ist ein weit verbreiteter Irrglaube, dass die Wahl eines groben Schleifmittels die Arbeit schneller erledigt. Denken Sie daran, dass die Verwendung eines groben Schleifmittels es auch erleichtert, überschüssiges Material zu entfernen oder die Oberfläche zu beschädigen. Da das Kratzmuster gröber ist, kann es auch schwieriger sein, Oberflächenfehler und Risse bei der visuellen Inspektion zu erkennen. Auch wenn es den Anschein hat, dass Sie Material mit einem feineren Schleifmittel nicht so schnell entfernen, ist es oft produktiver und kann Nacharbeiten vermeiden und die Anzahl der Durchgänge minimieren, um das gewünschte Finish in kürzerer Zeit zu erzielen.

Schneiden, anpassen und anfasen  
Sobald Ihr Plan steht, ist der erste Schritt bei der Vorbereitung von Metall zum Schweißen oft das Schneiden, Anpassen und/oder Anfasen des Grundmaterials. Die Menge an Sorgfalt und Vorbereitung, die in den ersten Schnitt gesteckt wird, kann den Arbeitsaufwand reduzieren, der später in die Reinigung gesteckt wird.

Es gibt viele Werkzeuge, die zum Schneiden verwendet werden können, darunter ein Brenner/Plasmaschneider, Scheren, Laser-/Wasserstrahl-/CNC-Tische oder manuelle Werkzeuge wie z. B. mit Schneidrädern. Jeder Typ hat Vor- und Nachteile.

Wenn Sie den ersten Schnitt so sauber, gerade und gleichmäßig wie möglich machen, können Sie leichter qualitativ hochwertige Ergebnisse erzielen. Das Schneiden ohne Hand mit einem Winkelschleifer ist kostengünstig, tragbar und erfordert nicht so viel Einrichtung und Wartung wie die meisten anderen Optionen. Um jedoch saubere, gerade Schnitte zu erzielen, ist eine gewisse Übung und Geschicklichkeit erforderlich.

Ein sauberer, gleichmäßiger Spalt zwischen den beiden zu schweißenden Teilen führt zu einer stärkeren, gleichmäßigeren Schweißnaht mit weniger Zusatzwerkstoff – Kostenkontrolle und Zeitersparnis.

Vorbereiten und reinigen Sie die Oberfläche
Sobald das Material geschnitten und abgeschrägt ist, ist es an der Zeit, die Oberfläche für den ersten Schweißdurchgang vorzubereiten. Das Entfernen von Zunder, Chemikalien oder Verunreinigungen oder Beschichtungen vom Grundmaterial trägt dazu bei, eine ordnungsgemäße Schweißdurchdringung sicherzustellen und Verunreinigungen, Porosität und Einschlüsse zu beseitigen. Achten Sie darauf, die Arbeitsfläche innerhalb von 2,5 cm auf beiden Seiten der Verbindung gründlich zu reinigen.

Bei der Reinigung einiger Edelstahl- und anderer Legierungen kann es in Ordnung sein, Aceton und/oder eine Drahtbürste anstelle eines Scheuermittels zu verwenden. Rost, Gummibeschichtungen, Pulverbeschichtung und Farbe sind leicht genug, um sie mit einer Drahtbürste effektiver zu reinigen.

Wenn die Anwendung ein abrasives Produkt zur Oberflächenreinigung erfordert, überlegen Sie, was Sie entfernen möchten. Beginnen Sie für die Schweißnahtvorbereitung mit einer weniger groben Option und erhöhen Sie die Aggression nur nach Bedarf. Bei schwereren Beschichtungen und Walzzunder fällt die Wahl oft auf eine Schleifscheibe oder eine Fächerscheibe.

Fächerschleifscheiben werden häufig in der Schweißnahtvorbereitung verwendet, da sie leicht zu kontrollieren sind und in einem Produkt schleifen, fertigstellen und mischen können. Eine Schleifscheibe bietet mehr Aggressivität und Haltbarkeit, was hilfreich ist, wenn mit gezackten oder ungleichmäßigen Nähten wie Fackelschlacke gearbeitet wird. Achten Sie jedoch darauf, mit einer Schleifscheibe nicht zu schwerfällig zu werden, da leicht zu viel Grundmaterial entfernt werden kann.

Grobe Körnung ist nicht immer die beste
Ein häufiger Fehler, der zu Frustration, Nacharbeit und Ausschuss führt, besteht darin, das aggressivste verfügbare Schleifmittel zu verwenden, um die Arbeit schneller zu erledigen. Es stimmt zwar, dass gröbere, aggressivere Schleifmittel das Material schneller entfernen, aber das ist nicht immer eine gute Sache.

Für die stärksten und beständigsten Schweißnähte benötigen Sie beständiges Material und beständige Wandstärken. Wenn Sie ein zu aggressives Schleifmittel verwenden, kann es die Oberfläche aushöhlen oder unterätzen. Und das Entfernen von zu viel Material kann dazu führen, dass das fertige Teil die endgültigen Spezifikationen und Toleranzen verlässt.

Harte Schleifscheiben entfernen in der Regel Walzzunder mit minimalem Aufwand, erfordern jedoch auch ein höheres Maß an Geschicklichkeit, um zu verhindern, dass zu viel Material entfernt wird. Fächerschleifscheiben mit grober Körnung (24 und 36) und beschichtete Schleifmittel können die Arbeit ebenfalls schnell erledigen, aber sie können verstopfen oder belasten – was wertvolle Zeit verschwendet und die Ermüdung und Frustration des Bedieners erhöht. Sie können die Ergebnisse erheblich verbessern, indem Sie ein Schleifmittel wählen, das darauf ausgelegt ist, das Material zu reinigen und die Belastung durch Deckbeschichtung sowie offene Körnung zu minimieren.

Je nach Material und Beschaffenheit kann eine beschichtete Fächerschleifscheibe mit Körnung 60 die nötige Aggressivität bieten und die Arbeit letztendlich schneller erledigen als eine Fächerschleifscheibe mit gröberer Körnung. Die Scheibe mit Körnung 60 hinterlässt ein besseres Finish und ist weniger wahrscheinlich für Rillen und Unterätzungen, sodass Sie das gewünschte Finish schneller mit weniger Durchgängen, ohne Hitzeverfärbung und mit weniger Aufwand erhalten. Jedes Mal, wenn Sie die Anzahl der sekundären Operationen reduzieren können, reduzieren Sie die Betriebskosten erheblich.

Das richtige Produkt auswählen
Es sind verschiedene Profile der verschiedenen Schleifmittel erhältlich, die die Arbeit erleichtern oder erschweren können.

Drahträder sind viel widerstandsfähiger gegen Belastungen, entfernen jedoch kein Grundmaterial, was sie zu einer guten Wahl zum Entfernen von Oberflächenverunreinigungen und Beschichtungen macht, ohne das Grundmetall zu beeinträchtigen. Schleifmittel dienen zum Schneiden und Entfernen von unedlen Metallen. Aufgrund ihrer Konstruktion können sich schwere Beschichtungen und Grundmaterialien zwischen den Körnern aufbauen und ihre Schneidfähigkeit verringern.

Beim Einsatz von Fächerschleifscheiben kann die Wahl zwischen Typ 27 (flaches Profil) oder Typ 29 (konisches Profil) einen großen Unterschied machen. Das falsche Profil begrenzt tatsächlich die Menge des Schleifmittels, das mit dem Oberflächenmetall in Kontakt kommt. Wählen Sie eine Lamellenscheibe vom Typ 27 für niedrigere Schleifwinkel (5 bis 10 Grad) und leichtere Druckanwendungen wie Finishing und Blending. Wählen Sie eine Lamellenscheibe vom Typ 29, wenn Sie in höheren Winkeln (15 bis 30 Grad) schleifen, was eher typisch ist, wenn Aggression und Materialabtrag wichtiger sind.

Drahtbürsten gibt es auch in verschiedenen Stilen und Größen. Drahtstärke und Knotentyp sind die effektivsten Leistungsindikatoren. Zu den Optionen gehören Stringer Bead, Cable Twist und Standard Twist.

• Stringer-Perlenbürsten haben Knoten, die für ein schmales Profil sehr eng verdreht sind. Diese Bürsten wurden für die Reinigung in engen Spalten und ersten Schweißlagen in Rohrleitungen und Mehrfachschweißungen entwickelt, werden aber häufig in allgemeinen Fertigungsanwendungen verwendet.
   
• Kabeldrehbürsten Verwenden Sie einen Knoten, der bis zum Ende verdreht ist, und mehr Draht im Knoten, um dem Knoten zusätzliche Breite, Steifheit und Aggression zu verleihen. Sie können für die Schweißnahtvorbereitung erheblich effektiver sein, wenn Sie nicht speziell in einen schmalen 1/8-Zoll-Spalt gelangen müssen.
   
• Standard-Zwirnbürsten haben einen Knoten, der nicht bis zum Rand verdreht ist, sodass sich die Spitzen am Ende spreizen können, was die Anpassungsfähigkeit erhöht. Sie sind effektiv für Bauteile mit vielen Oberflächenfehlern, Texturen oder Konturen. Unerfahrene Bediener erzielen oft die effizienteste Reinigung mit Standard-Spiralbürsten, da sie eine breitere Aufstandsfläche abdecken und einfacher zu kontrollieren sind.

Tipps zur Schweißvorbereitung
Das Befolgen einiger Best Practices kann Ihnen helfen, die Ergebnisse bei Ihren Schweißnahtvorbereitungs-, Reinigungs- und Schleifarbeiten zu optimieren.

• Verringern Sie den Schleifwinkel:  Wenn Sie eine Schleifscheibe verwenden, hilft Ihnen ein niedrigerer Schleifwinkel, die Kontrolle zu maximieren und das Risiko von Rillen zu verringern. Die äußere Ecke einer Schleifscheibe ist am aggressivsten. Je steiler der Anstellwinkel ist, desto größer ist die Wahrscheinlichkeit, dass die Scheibe mehr Oberflächenmaterial als gewünscht entfernt und das Werkstück unterschneidet oder aushöhlet. Durch Absenken des Winkels wird der Oberflächenkontakt der Scheibe mit dem Werkstück vergrößert und die Aggressivität der Scheibe verringert.
   
• Achten Sie auf Ihren Druck: Wenn Sie Speichenräder verwenden, denken Sie daran, dass die Spitzen der Drähte dafür ausgelegt sind, die Arbeit zu erledigen. Zu starkes Drücken kann dazu führen, dass sich die Drähte verbiegen, sodass die Spitzen nicht mehr auf das Material treffen.
   
• Verwenden Sie konsistente Striche: Geben Sie den Schleifhub eher durch Ziehen als durch Drücken ein, um die Aggression der Schleifscheibe zu kontrollieren. Schleifen Sie im Einklang mit dem Material und verwenden Sie glatte, gleichmäßige Striche statt kurzer, abgehackter Striche. Dies liefert effektive Ergebnisse mit Schleifmitteln auf Unterlage und gebundenen Schleifmitteln.

• Knirschen mit den Armen vermeiden: Wenn Sie nur Ihre Arme zum Bedienen einer Schleifscheibe verwenden, kann die Scheibenvibration Ihre Handgelenke und Unterarme stark belasten. Verwenden Sie stattdessen Ihre Beine und großen Muskeln Ihres Körpers, um den Grinder zu bewegen und zu kontrollieren. Bewege deinen ganzen Körper in die Bewegungsrichtung und nicht nur deine Arme, um Ermüdungserscheinungen zu minimieren.

Metall zum Schweißen vorbereiten
Die richtige Reinigung und Vorbereitung Ihres Grundmaterials ist ein entscheidender erster Schritt bei der Herstellung hochwertiger Schweißnähte. Denken Sie daran, dass Sie beim Vorbereiten des Schweißens Verunreinigungen und Beschichtungen von der Oberfläche entfernen möchten – Sie möchten kein überschüssiges Oberflächenmaterial entfernen. Die Auswahl des richtigen Produkts zur Schweißvorbereitung und die Einhaltung bewährter Verfahren können Ihnen dabei helfen, die gewünschten Ergebnisse zu erzielen.

Zuvor in Weilers Blog vorgestellt.