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Elektroschlackeband-Auftragsschweißen - eine Alternative zum klassischen Plattieren

01.Juni.2012

Neben den herkömmlichen Plattierverfahren wie Walzplattieren und Sprengplattieren besteht ebenfalls die Möglichkeit einer Plattierung mittels Elektroschlacke-Bandauftragsschweißung. Das ES-Bandplattieren stellt eine Weiterentwicklung des UP-Bandschweißens dar. Im Gegensatz zum UP-Schweißen ist zwischen der Elektrode und dem Grundwerkstoff kein Lichtbogen vorhanden. 

 

Die durch den elektrischen Widerstand flüssig gehaltene Schlacke schmilzt die Oberfläche des Grundwerkstoffes auf und sorgt somit für das Anschmelzen der eintauchenden Bandelektrode. Das Ende des Bandes ist durch die flüssige Schlacke und das Schweißpulver abgedeckt. Im Vergleich zum UP-Bandplattieren bestehen folgende Vorteile:

  • Erhöhung der Abschmelzleistung um ca. 60 – 80%
  • Erhöhung der Schweißgeschwindigkeit um 50 – 200%
  • Reduzierung der Aufmischung auf ca. 10 – 15% auf Grund des wesentlich geringeren Einbrandes. Damit ist die Herstellung von einlagigen Plattierungen bei einer Reihe von Plattierungswerkstoffen möglich. Durch das Vorhandensein von Bändern, die speziell für das Elektroschlackeschweißen hergestellt werden, ist keine Pufferlage erforderlich. Die Schweißraupe entspricht in ihrer chemischen Zusammensetzung und in der Korrosionsbeständigkeit dem vergleichbaren Auflagewerkstoff.
  • Durch die geringere Aufmischung entstehen im Übergang zwischen Grundwerkstoff und Schweißgut keine bzw. nur geringfügige Härtespitzen, die die Umformbarkeit dieser Schweißnähte besonders bei der Herstellung von plattierten Böden beeinträchtigen.

Vor- und Nachteile des ES-Bandplattierens im Vergleich zum Walzplattieren und Sprengplattieren

Vorteile:

  • Plattierung von kleinen Flächen möglich
  • Plattierung von dicken Bauteilen ohne Begrenzung nach oben
  • Herstellung von Plattierungen besonders bei plattierten Böden, für die eine auf den Auflagewerkstoff abgestimmte optimale Wärmebehandlung nicht möglich ist (z. B. Duplex oder Hastelloy C-276)
  • Extrem hohe Bindung und Scherfestigkeit zwischen Grund- und Auflagewerkstoff
  • Kurzfristige Verfügbarkeit von Bändern in einer breiten Werkstoffpalette, die die Lieferzeit von Plattierungen erheblich reduzieren

 Nachteile:

  • Herstellung von Schweißplattierungen sehr kosten- und zeitaufwendig
  • Herstellung von Plattierungen von dünnen Blechen nur bedingt möglich

Praktische Anwendung bei der Firma König + Co. 

Bei der Firma König wird das Elektroschlackeschweißen im Wesentlichen für die Herstellung von schweißplattierten Böden genutzt. Für walzplattierte bzw. sprengplattierte Böden, die auf Grund der vorhandenen Blechformate aus mehreren Blechen zusammengeschweißt werden, wird mittels ES-Bandplattieren die Plattierung im Bereich der Schweißnähte wieder hergestellt. Für diesen Zweck stellt das ES-Plattieren eine sehr effektive Methode dar, mit dem bei den klassischen CrNi-Stählen einlagig geschweißt werden kann. Bedingt durch die geringe Aufmischung beim ES-Plattieren werden sehr gute Umformeigenschaften im Bereich des Überganges zwischen dem Schweißgut des Grundwerkstoffes und dem Schweißgut der Plattierung erzielt. Diese Eigenschaften sind die Grundvoraussetzung für die Herstellung von plattierten Böden im Kümpel- und Bördelverfahren. Bei allen anderen möglichen Schweißverfahren muss mit Pufferlagen gearbeitet werden, um 

1.    ein duktiles Schweißgut im Übergang zwischen Grundwerkstoff und Auflagewerkstoff zu erzielen und

2.    eine der vereinbarten Spezifikation entsprechende chemische Analyse und die erforderliche Korrosionsbeständigkeit herzustellen.

Das ES-Plattieren wird auch bei Böden angewendet, die aus Kalotte und Segmenten hergestellt werden,  d.h. die Einzelteile werden erst verformt und dann geschweißt. Hierbei muss man 2 Varianten unterscheiden:

1.    Variante

Der Boden wurde aus un- bzw niedrig legiertem Stahl einteilig oder mehrteilig hergestellt. Die gesamte Innen- oder Außenoberfläche wird mit ES-plattiert. Dabei werden in Abhängigkeit des Durchmessers und der Bodenform 30 mm bzw. 60 mm breite Bänder verwendet. Es ist jedoch hierbei zu beachten, dass die Blechdicke des Grundwerkstoffes ≥ 30 mm betragen muss, um die Formhaltigkeit des Bodens nach dem Plattieren zu gewährleisten und eine Überhitzung des Grundwerkstoffes zu vermeiden.

2.    Variante

Mehrteilige Böden werden aus einer plattierten Kalotte und plattierten Segmenten hergestellt. Dabei werden zunächst die Segmente mit der Kalotte grundwerkstoff-seitig verschweißt. Als nächster Schritt erfolgt die Wiederherstellung der Plattierung mittels ES-Auftragsschweißen im Bereich der Schweißnähte.
 
Für diese Schweißarbeiten steht der Fa. König ein Dreh-Kipp-Tisch mit folgenden Parametern zur Verfügung:

Max. Tragkraft:                     150 to (abhängig von der Tischposition)

Mind. Bodendurchmesser:    2500 mm ä. Ø

Max. Bodendurchmesser:     8000 mm ä. Ø

Dieser Dreh-Kipp-Tisch wird nicht nur für das Schweißen von plattierten Böden genutzt. Mit der neu installierten Steuerung des Dreh-Kipp-Tisches kombiniert mit der Steuerung der Schweißausrüstung lassen sich auch viele Bodenformen der verschiedensten Werkstoffe mittels UP verschweißen.

Sollten Sie weitere technische Details benötigen, so können Sie uns jederzeit gerne anrufen.






Auszüge aus dem ESAB Handbuch, Ausgabe 11, 2008