Fachinformationen rund um's Schleifen von

Baustahl schleifen – Massenstahl zuverlässig bearbeiten

Baustahl ist als Massenstahl recht weit verbreitet. Er findet Anwendung als Konstruktionsstahl etwa im Maschinen- und Anlagenbau, im Stahl- und Rohrleitungsbau sowie in Architektur und Bauwesen. Schleifen als Bearbeitungsverfahren dient hier u.a. zur Verbesserung der Oberflächengüte, zum Reparaturschleifen, Anfasen, zur Dickenreduzierung sowie der Vor- und Nachbehandlung bei Schweißverbindungen. Dies gelingt perfekt mit der Auswahl des passenden Schleifmittels.

Definition, Arten und Material-Eigenschaften von Baustahl

Als Baustähle werden meist niedrig legierte und nur zum Teil wärmebehandelte „Standard“-Stähle bezeichnet. Sie dienen als kostengünstiger Konstruktionswerkstoff für den Stahl- und Maschinenbau. Daraus resultieren in der Regel nur mäßige Materialeigenschaften, so geht die Zugfestigkeit bei Baustählen in der Regel kaum über 500 N/mm² hinaus – was jedoch für zahlreiche Anwendungsfälle völlig ausreichend ist. Fast alle kohlenstoffarmen Stähle zählen zu den Baustählen, aber auch korrosionsbeständige legierte Edelstähle für hohe Korrosionsbeanspruchungen gehören dazu.

Baustähle gelten als Massenstahl und bilden insgesamt die größte Gruppe unter den Stählen. Zusammen mit Bewehrungs- / Armierungsstählen machen sie weit über die Hälfte der weltweiten Stahlproduktion aus.

Im Handel sind Baustähle in Form von Flachprodukten (Bleche), Stangenware, H-, L-, U- oder T-Profile sowie als Schienen- oder Rohrprofile unterschiedlichster Größe erhältlich. Genormt sind sowohl die Baustahl-Werkstoffsorten (DIN EN 10025) als auch die Walzprofil-Dimensionen (DIN EN 16828).

Einsatzfelder von Baustahl

Baustahl ist ein typischer Konstruktionsstahl, der z.B. verwendet wird im:

  • Maschinen- und Anlagenbau
  • Stahlbau und in Schlossereien
  • Apparate- und Behälterbau
  • Rohrleitungs- und Pipelinebau
  • Architektur und Bauwesen
  • Schiffbau, bei Werften und Offshore-Technik
  • Fahrzeugbau
  • sowie für Bahnschienen.

Fertigungsverfahren Schleifen bei Baustahl

Gerade bei Baustahl mit seinen eher gröberen Strukturen und Oberflächen ist Schleifen als spanendes Fertigungsverfahren verbreitet. Hier dient es u.a. zur Verbesserung der Oberflächengüte, zur Optimierung der Maß- und Formgenauigkeit sowie zur Fein- oder Fertigbearbeitung. Baustahl verfügt neben guten Schweißeigenschaften auch über hervorragende spanende Bearbeitungseigenschaften, vor allem zum Schleifen.

Schleifbearbeitungen bei Baustahl

Bei Vorprodukten wie Knüppeln, Brammen oder Rohblöcken ebenso wie bei Fertigerzeugnissen wie etwa Profilen, Blechen, Grob- oder Quartoblechen sowie anderen Flachprodukten sind oftmals noch Nachbehandlungen, z.B. mittels Flachschleifen bzw. Planschleifen, am Material erforderlich. Dies betrifft auch Brennzuschnitte, Maßbleche oder Schienenprofile.

Zum Schleifen decken hier Fiberscheiben in den Körnungen 36+ und 60+ die häufigsten Baustahl-Anwendungen ab. Besonders wenn Abtragsspanen im Vordergrund steht. Bestens eignet sich beispielsweise die speziell für den schnellen maximalen Abtrag bei hoher Beanspruchung auf Baustahl entwickelte Fiberscheibe 782C bzw. 982C von 3M. Diese verfügt über hervorragende Schneideigenschaften wie hohe Zerspanleistungen sowie Langlebigkeit. Spannungsrisse und Verfärbungen werden hierbei vermieden.

  • Für grobe Schleifarbeiten bei Baustahl reichen gewöhnliche Schruppscheiben (auf Winkelschleifer) meist vollkommen aus. Je nach Umfang bzw. Tiefe der zu bearbeitenden Defekte, lassen sich Fehlerstellen großflächig oder punktuell mittels Schleifen beseitigen (sog. Reparaturschleifen). Um solche Oberflächenfehler oder walzbedingten Zunder im Grobschliff zu beseitigen, bieten sich etwa Cubitron™ II Flex Grind Schruppscheiben von 3M an. Sie arbeiten vibrationsarm und zerspanen mit einer hohen Schnittigkeit. Diese Scheiben sollten jedoch mit einem geeigneten Stützteller verwendet werden.
  • Gleiches gilt auch für eine Dickenreduzierung (im Bereich unter einem Millimeter) bei inakuraten Materialstärken.
  • Für das Anfasen von Kanten etwa für die Vorbereitung von Schweißnähten bieten Schleifmittel auf flexibler Unterlage viele Vorteile gegenüber anderen Anfasverfahren wie Plasma- und Laserschneiden, Scheren, Fräsen und Drehen. Hochleistungs-Stützteller (z.B. gerippt/sehr hart) speziell für Cubitron™ II Fiberscheiben sorgen dabei für eine optimale Kraftübertragung. Sie sind ideal für das Anfasen von Schweißkanten, aber auch zum Entfernen von Schweißnähten oder zur Bearbeitung ebener Flächen.
  • Gerade bei der Nachbearbeitung von Schweißverbindungen gilt es zur Erzielung maximaler Korrosionsbeständigkeit alle Schweißnähte sowie angrenzenden Werkstoffzonen gründlich von Schweißspritzern, Anlauffarben, Schlackenresten sowie Oxidationsprodukten zu säubern. Dabei ist grundsätzlich zu beachten: Je glatter und feiner die Materialoberfläche, umso besser fällt die Korrosionsbeständigkeit aus. Einen verbesserten Schutz vor Rostentwicklung bietet daher die Bearbeitung von Baustahl-Teilen mit bewährten Scotch-Brite TM-Produkten.
  • Das Ausfugen, Wurzelschleifen oder die Kehlnahtbearbeitung (zwei in einem T-Stoß aufeinander treffende Werkstücke) gelingt am besten mit Schruppscheiben (z.B. Cubitron™ II Cut & Grind Schruppscheibe). Speziell bei Kehlnähten liefern auch Scotch-Brite™ Rapid Cut Kompaktscheiben sehr gute Ergebnisse. Diese Schleifscheiben verknüpfen die Scotch-Brite TM zugrunde liegende Faservliestechnologie und das von den Cubitron II Schleifmitteln geläufige 3M Präzisionsschleifkorn in einem einzigen Werkzeug. Sie kombinieren die exzellenten Finish-Merkmale eines Faservliesproduktes mit der hohen Abtragsleistung eines patentierten Keramikkorns von 3M.

Profitipp: Einen hohen Materialabtrag der Oberflächen mit bewährter Scotch-BriteTM Qualität erzielt man bei Rapid-Cut-Scheiben auf einem Winkelschleifer mit Drehzahlen von um die 11.000 U/min. Für eine optimale Anpassung einer solchen Scheibe an die vorhandene Werkstückgeometrie und einer damit verbundenen besseren Laufruhe, empfiehlt sich vor dem Einsatz eine sorgfältige Abrichtung der Scheibe.

  • Zinkspitzen, Tropfnasen sowie Zinkverdickungen entstehen beimFeuerverzinken. Hier werden Baustahlteile in ein schmelzflüssiges Zinkbad getaucht. Das überflüssige Zink tropft beim Erkalten ab und bildet beim Erstarren kleine Tropfnasen oder Verdickungen. Zum Entfernen haben sich flexible Scheiben auf Winkelschleifern bewährt oder auch ein Bearbeiten mit der Feile in Handarbeit. Allerdings ist hier Vorsicht geboten, damit beim Abschleifen der Tropfnasen eine Beschädigung des schützenden Zinküberzuges vermieden wird und blanker Stahl nicht wieder freigelegt wird.
  • Vor allem für das Außenrundschleifen von Baustahl-Rohrprofilen ist eine hohe Anpassungsfähigkeit an die Werkstückkonturen gefordert. Deswegen eignen sich hierfür z.B. eher Cubitron™ II Schleifbänder 399F mit Körnung P180 bis P600. Aber auch mit  Sinterkorund-Schleifscheiben von 3M erreicht man hohe Abtragsraten und im Ergebnis kürzere Taktzeiten. Die besondere Schleifmittel-Mikrostruktur in Verbindung mit dem Schleifdruck bewirkt eine Mikrosplitterung, was stets neue, sowie scharfe Schneidkanten ausbildet. Die Folge sind beachtliche Leistungsverbesserungen mit Sinterkorund-Schleifmitteln gegenüber gewöhnlichen Korunden. Nach einer Faustregel ergibt sich gegenüber Normal- bzw. Edelkorund 50 Prozent mehr Scheibenzustellung, was zu einer Verdoppelung der Zahl bearbeiteter Werkstücke zwischen den Abrichtzyklen führt.
  • Am Markt sind auch Lamellen-Schleifscheiben mit Aussparungen erhältlich. Am Markt sind auch Fächerschleifscheiben mit Aussparungen erhältlich. Diese bieten den Vorteil, dass die Bearbeitungsstelle für den Anwender während der Schleifbearbeitung weitestgehend sichtbar bleibt. Allerdings besitzen sie aufgrund der Aussparungen auch weniger Schleifbelag und das Schleifmittel somit eine merkbar geringere Lebensdauer.

Profitipp: Durch Aufbringen einer Folie lässt sich das Material im Anschluss an die Oberflächenbearbeitung effektiv vor Beschädigungen schützen.

Abhilfe bei Schleifproblemen - praktische Tipps

Bei zu hoher Rautiefe hilft:               

  • Schnittgeschwindigkeit erhöhen
  • Korngrößen reduzieren
  • Wahl einer härteren Bindung
  • erhöhter Schmierölanteil

Wenn der Verschleiß zu groß ist:     

  • härtere Scheibe verwenden
  • Schnittgeschwindigkeit erhöhen
  • Kühlung verbessern
  • offenere Scheibe verwenden
  • Vorschub reduzieren

Ausbildung von Rattermarken:         

  • Schnittgeschwindigkeit reduzieren
  • Scheibe nachwuchten
  • Härte der Scheibe reduzieren
  • Werkstückeinspannung überprüfen
  • Kühlung verbessern
  • Schleifspindel überprüfen.