Unterschied zwischen Auftragschweißen und Hartauftragschweißen

Auftragsschweißen und Hartauftragschweißen sind zwei in der Industrie häufig eingesetzte Techniken zur Verbesserung der Haltbarkeit und Verschleißfestigkeit von Bauteilen, die rauen Betriebsbedingungen ausgesetzt sind. Während beide Verfahren darauf abzielen, die Oberflächeneigenschaften eines Materials zu verbessern, gibt es deutliche Unterschiede in ihrer Anwendung, den verwendeten Materialien und den daraus resultierenden Eigenschaften. In diesem Artikel werden wir die Unterschiede zwischen Auftragschweißen und Hartauftragschweißen in Bezug auf Prozess, Materialien und ihre jeweiligen Vorteile und Einschränkungen untersuchen.

Was ist Auftragsschweißen?

Beim Auftragsschweißen, auch Plattieren oder Auftragschweißen genannt, wird eine Schicht aus kompatiblem Material auf die Oberfläche eines Grundmetalls aufgetragen. Dies wird durch Verfahren wie Unterpulverschweißen (SAW), Metall-Schutzgasschweißen (GMAW) oder Plasma-Transferlichtbogenschweißen (PTAW) erreicht. Das Overlay-Material wird aufgrund seiner Kompatibilität mit dem Grundmetall und den gewünschten Oberflächeneigenschaften ausgewählt.

Beim Auftragsschweißen verwendete Materialien:

1. Schweißauftrag: Bei dieser Technik ist das Schweißauftragsmaterial typischerweise ein Schweißzusatzwerkstoff, bei dem es sich um einen kohlenstoffarmen Stahl, Edelstahl oder eine Legierung auf Nickelbasis handeln kann. Das Schweißauftragsmaterial wird aufgrund seiner Korrosionsbeständigkeit, Verschleißfestigkeit oder Hochtemperatureigenschaften ausgewählt.

Vorteile des Auftragsschweißens:

1. Vielseitigkeit: Das Auftragschweißen ermöglicht die Verwendung einer breiten Palette von Materialien zur Oberflächenmodifizierung und bietet Flexibilität bei der Anpassung der Auftragseigenschaften an spezifische Anforderungen.

2. Kostengünstig: Auftragsschweißen bietet eine kostengünstige Lösung zur Verbesserung der Oberflächeneigenschaften von Bauteilen, da nur eine relativ dünne Schicht teuren Materials auf das Grundmetall aufgetragen wird.

3. Reparaturfähigkeit: Auftragsschweißen kann auch zur Reparatur beschädigter oder abgenutzter Oberflächen eingesetzt werden, wodurch die Lebensdauer von Bauteilen verlängert wird.

Einschränkungen des Auftragsschweißens:

1. Bindungsstärke: Die Stärke der Bindung zwischen dem Overlay-Material und dem Grundmetall kann Anlass zur Sorge geben, da eine unzureichende Bindung zu Delamination oder vorzeitigem Versagen führen kann.

2. Begrenzte Dicke: Auftragsschweißen ist typischerweise auf eine Dicke von wenigen Millimetern beschränkt, wodurch es weniger für Anwendungen geeignet ist, die dickere Schichten mit verbesserten Oberflächeneigenschaften erfordern.

3. Wärmeeinflusszone (HAZ): Der Wärmeeintrag beim Auftragsschweißen kann zur Bildung einer Wärmeeinflusszone führen, die andere Eigenschaften als die Auftrags- und Grundwerkstoffe aufweisen kann.

Was ist Hartbeschichtung?

Beim Auftragschweißen, auch Hartauftragschweißen oder Auftragsschweißen genannt, wird eine verschleißfeste Schicht auf die Oberfläche eines Bauteils aufgetragen, um dessen Widerstandsfähigkeit gegen Abrieb, Erosion und Stöße zu verbessern. Diese Technik wird typischerweise verwendet, wenn die Verschleißfestigkeit im Vordergrund steht.

Bei der Panzerung verwendete Materialien:

1. Aufpanzerungslegierungen: Aufpanzerungsmaterialien sind Legierungen, die typischerweise aus einem unedlen Metall (z. B. Eisen) und Legierungselementen wie Chrom, Molybdän, Wolfram oder Vanadium bestehen. Diese Legierungen werden aufgrund ihrer außergewöhnlichen Härte und Verschleißfestigkeit ausgewählt.

Vorteile der Hartbeschichtung:

1. Überlegene Härte: Aufpanzerungsmaterialien werden aufgrund ihrer außergewöhnlichen Härte ausgewählt, die es den Komponenten ermöglicht, abrasivem Verschleiß, Stößen und Anwendungen mit hoher Beanspruchung standzuhalten.

2. Verschleißfestigkeit: Die Hartauftragung verbessert die Verschleißfestigkeit der Oberfläche erheblich und verlängert so die Lebensdauer von Komponenten unter rauen Betriebsbedingungen.

3. Dickenoptionen: Hartbeschichtungen können in Schichten unterschiedlicher Dicke aufgetragen werden, was eine präzise Kontrolle über die Menge des hinzugefügten verschleißfesten Materials ermöglicht.

Einschränkungen der Hartbeschichtung:

1. Eingeschränkte Vielseitigkeit: Aufpanzerungsmaterialien zielen in erster Linie auf Verschleißfestigkeit ab und verfügen möglicherweise nicht über die gewünschte Korrosionsbeständigkeit, Hochtemperatureigenschaften oder andere spezifische Eigenschaften, die für bestimmte Anwendungen erforderlich sind.

2. Kosten: Aufpanzerlegierungen sind im Vergleich zu Auftragschweißmaterialien tendenziell teurer, was möglicherweise die Kosten für Oberflächenmodifikationen erhöht.

3. Schwierige Reparatur: Sobald eine Hartauftragsschicht aufgetragen ist, kann es schwierig sein, die Oberfläche zu reparieren oder zu modifizieren, da die hohe Härte des Materials es weniger schweißbar macht.

Abschluss:

Auftragschweißen und Hartauftragschweißen sind unterschiedliche Techniken zur Oberflächenmodifikation, die zur Verbesserung der Verschleißfestigkeit und Haltbarkeit von Bauteilen eingesetzt werden. Auftragsschweißen bietet Vielseitigkeit und Kosteneffizienz und ermöglicht eine große Auswahl an Optionen für Auftragsmaterialien. Es eignet sich für Anwendungen, die Korrosionsbeständigkeit, Verschleißfestigkeit oder verbesserte Hochtemperatureigenschaften erfordern. Im Gegensatz dazu konzentriert sich das Auftragschweißen vor allem auf die Verschleißfestigkeit und verwendet Legierungen mit außergewöhnlicher Härte. Es ist ideal für Anwendungen, die starkem Abrieb, Erosion und Stößen ausgesetzt sind. Das Verständnis der spezifischen Anforderungen der Anwendung und der gewünschten Oberflächeneigenschaften ist der Schlüssel zur Auswahl der geeigneten Technik zur Erzielung der gewünschten Ergebnisse.