Fachinformationen rund um's Schleifen von

Der richtige Schliff für perfekte Schweißnähte

Schweißen gehört zu den verbreitetsten Fügetechniken im Metallbau. Für eine gute Schweißnahtqualität müssen die Nähte jedoch mit den geeigneten Werkzeugen und den passenden Schleifmitteln vorbereitet, gereinigt, abgetragen und danach oft auch gefinisht werden. Die Auswahl der optimalen Methode ist vor allem auch für die Bearbeitung von Edelstahl- und Kehlnähten entscheidend.

Geschichte des Schweißnaht-Schleifens

Die Anfänge des Fügens von Eisen-/ Stahlteilen oder -Blechen liegen mit dem Schmiedefeuer-/ Pressschweißverfahren schon einige hundert Jahre zurück. Aber erst Mitte des 19. Jahrhunderts folgte das Gasschmelzschweißen mithilfe von Sauerstoff und Brenngasen. Mitte der 1940er-Jahre gewannen das Lichtbogen- und das Widerstandsschweißen immer mehr an Bedeutung und wenige Jahre später entstand das WIG-Schweißen als Weiterentwicklung des Kohle-Lichtbogenschweißens. Zwei Jahre später wurde das heute im Edelstahlbereich verbreitetste MIG-Schweißverfahren erfunden.

Doch gleich welche Methode zum Fügen durch Schweißen gewählt wird, sind die dabei entstehenden vorstehenden Schweißnähte häufig mittels Schleifen

  • als Fase vorzubereiten
  • zu reinigen
  • abzutragen
  • und zu finishen

Heute kommen hierfür in der Regel meist Winkel-, oder Bandschleifer zum Einsatz.

Zum Vorbereiten (Anfasen) einer Schweißnaht kommen handgeführte Winkelschleifer oder sogar industriell bei großen Dickblechen stationäre Bandschleifmaschinen zum Einsatz.

Zum Abtragen einer Schweißnaht eignen sich

  • Schruppscheiben
  • Fiberscheiben
  • Fächerscheiben
  • Schleifbänder auf handgeführten Geräten (z.B.Feilenband, biegsame Welle mit Bandaufsatz)

Vorzugsweise wird keramisches Präzisionskorn genutzt.

Für das Reinigen bzw. Finishen gibt es am Markt spezielle Grobreinigungsscheiben aus sehr starkem, korn-beschichtetem, offenporigem Vlies, Faser-/ bzw. Reinigungsvlies-Scheiben, extrudierte Kunststoffbürsten, die Schleifkorn enthalten oder Lamellenbürsten.

Hier sollte mit ca. 30% reduzierten Scheibengeschwindigkeiten gearbeitet werden, um die Lebensdauer der Werkzeuge zu erhöhen ohne die Reinigungsleistung zu beeinträchtigen.

Grundsätzlich sollte beim Bearbeiten einer Schweißnaht – abhängig von ihrer Stärke und Größe – auf folgende Punkte geachtet werden:

  • Mit der feinst möglichen Körnung beginnen, wenn spätere Oberflächenverbesserungen gefordert sind
  • Sollte die Abtragsleistung nicht ausreichen oder bei zu kräftiger Schweißnaht, auf die nächst gröbere Körnung wechseln (zu grobes Korn führt zwangsläufig zu höherem Nacharbeitsaufwand)
  • Empfohlene Werkzeug-Drehzahl:
    • Max. UPM bei Baustahl, Schmiedestahl und Aluminium
    • Ca. 20-30% reduzierte Umdrehungen pro Minute bei Edelstahl rostfrei
  • Mit angemessenem Anpressdruck arbeiten, um ein Verglasen der Scheibe zu verhindern: Angemessen bedeutet nicht zu wenig drücken, da das ein sofortiges Verglasen erzeugt (kein Schnitt – nur Reibung und Wärme). Zu hoher Druck ist am Maschinengeräusch hörbar und führt ebenfalls zu einer höheren Wärmeentwicklung und einem geringeren Materialabtrag. Merke: Optimalen Druck und Leistung kann man hören und spüren.
  • Mit einem Anstellwinkel von 10–15° (Winkel zwischen Scheibe und Werkstück) arbeiten, um die Spannmutter nicht mit dem Werkstück in Kontakt kommen zu lassen

Profitipp 1: Oft gibt die hohe Standzeit den Ausschlag zugunsten der Fächerscheibe. Dies macht jedoch nur Sinn, wenn zugleich ein aggressives Korn mit hohem Abtrag gewählt wird – sonst hält die Scheibe zwar lange, schafft aber wenig weg. Hier werden heute am Markt moderne Scheiben mit Hochleistungskeramikkorn angeboten, die eine absolut gleichförmige Kornstruktur bieten und so den Anpressdruck unmittelbar in Schnitt umsetzen. Die Scheiben benötigen vergleichsweise wenig Druck für viel Abtrag in sehr kurzer Zeit; das Werkstück bleibt kühl.

Profitipp 2: Bei Stumpf aneinandergeschweißten dünnen Blechen (z. B. für Abzugshauben) eine Aluminiumplatte, zum Ableiten der durch das Schleifen erzeugten Wärme, unterlegen.

Schleifen von Edelstählen

Nicht nur wegen der optischen Qualität stellt die professionelle Bearbeitung von Nähten an Edelstahlmaterial (z.B. Handläufe, Edelstahlbehälter, Rohrmaterial) eine besondere Herausforderung dar. Je feiner Nähte geschliffen werden, umso höher fällt ihre Beständigkeit gegen Korrosion aus. Denn auch Edelstahl kann vor allem beim Kontakt mit Normalstahl und anderen metallischen Werkstoffen durchaus korrodieren.

Korrosion vermeiden

So muss etwa bei der mechanischen Behandlung von CrNi-Stahl-Nähten durch Bürsten oder Schleifen darauf geachtet werden, dass nur eisenfreie Schleifmittel verwendet werden. Niemals darf ein Schleifwerkzeug erst auf Normalstahl und danach auf Edelstahl eingesetzt werden. Schleifstäube sind von allen Flächen stets gründlich zu entfernen. Die Bearbeitungstemperaturen müssen niedrig genug sein, um die Bildung von Chromcarbiden zu verhindern. Diese würden zu interkristalliner Korrosion führen.

Kehlnaht schleifen

Eine besondere Herausforderung stellt wegen der begrenzten Platzverhältnisse auch die Bearbeitung von Nähten an der Innenseite von winklig zusammenstoßenden Teilen dar, etwa bei gerundeten Edelstahlhandläufen oder Vierkantprofilen. Hier gilt es mit dem richtigen Werkzeug, die Rautiefe zu reduzieren, Anlauffarben zu entfernen und das Schliffbild bis zum Finish anzugleichen.

Vorgehen:

  1. Mittels Kehlnahtschleifer und hartgepresster präzisionskornhaltiger Kompaktvliesscheibe (Härte 7 oder 9, grob oder extragrob , 3 mm oder 6mm Drehzahl: 4.000 min-1/Stufe 6) zunächst die Schweißraupe entfernen. Wichtig: Scheibe abrichten, kantenverrunden und exaktes Führen der Scheibe auf der Schweißnaht, da die Scheibe sonst schlägt und schwer oder nicht zu führen ist.
  2. Mit weicherer Kompaktvliesscheibe (Härte 2, Siliziumkarbid weich, 6 mm, 1.300 min -1/Stufe 1) die Rautiefe deutlich reduzieren und die Anlauffarben links und rechts der Schweißnaht entfernen. Empfohlen wird stets auch ein Faservlies Handpad AVFN mit feinummantelter Kornbeschichtung, mit dem die Naht längsseitig von verbliebenen Anlauffarben aus dem Schweißprozess schnell gereinigt wird. Dabei das Schliffbild angleichen bis zum gewünschten Finish.

Qualität des Schleifmittels

Inzwischen sind auch Schleifmittel auf dem Markt, die Abtragschleifen und Finish in einem Arbeitsgang vereinen. Dies gelingt z.B. mit 3M Scotch-Brite Rapid Cut Kehlnahtscheiben, die auf einem Kehlnahtschleifer, aber auch auf jedem handelsüblichen Winkelschleifer einsetzbar sind und aus 3 Elementen bestehen:

  • synthetischem Faservlies, das einen definierten Kontakt zwischen Werkzeug sowie Werkstück liefert und so den Konturen der Nahtoberfläche folgt.
  • Harz, das synthetische Fasern und Schleifkorn so verbindet, dass ein zähes, offenes, flexibles, dauerhaftes und weitgehend chemisch beständiges Wirrfaservlies entsteht.
  • Schleifkörner von extra grob bis ultra fein, die während des Gebrauchs ständig neue Schleifpartikel freisetzen. So bedarf es spürbar weniger Kraftaufwand.

Die offene Konstruktion reduziert die Wärmeentwicklung – Verformung, Brennen und Verfärbungen werden somit verhindert.