Oberflächenschutz beim Schweißen
Verringerung der Schweißneigung mit Hilfe von Plasmanitrieren

In der industriellen Produktion von Schweißbauteilen herrschen raue Umgebungsbedingungen. Zum Schutz metallischer Oberflächen beim Schweißen empfiehlt sich daher die Wärmbehandlung im Plasma. Durch das Plasmanitrieren wird die Schweißbarkeit und Haftung von Schweißspritzern an Stahloberflächen wirksam unterbunden.

Plasmanitrieren: Was ist das eigentlich?

Das Plasmanitrieren zählt zu den thermochemischen Wärmebehandlungen. Normalerweise wird es angewendet, um Stählen zu verbesserter Korrosionsbeständigkeit und Härte zu verhelfen. Dies erfolgt durch die Erwärmung der Werkstücke bis zu einer Temperatur, bei der Stickstoff in die Oberfläche eindringen und sich im Metall einlagern kann. An der Oberfläche bildet sich die Verbindungsschicht, ein reines Eisennitrid. Diese verringert letztendlich auch die Schweißbarkeit deutlich.

Aufgrund dieser Eigenschaft wird das Plasmanitrieren häufig bei Schweißtischen eingesetzt:

Plasmanitrieren & Schweißen: die Anwendungsbereiche

Plasmanitrierte Oberflächen lassen sich effektiv nicht mehr schweißen. Die Anhaftung von Schweißspritzern wird verhindert. Dieser Effekt wird auf verschiedenen Wegen genutzt.  Anwendungsmöglichkeiten sind:

• Schweißtische
• Bestandteile von Schweißzangen
• Werkzeuge und Einrichtungen in Schweißzellen
• Bleche
• Dreh- und Frästeile
• …und Vieles mehr

Wissenswertes über die beim Plasmanitrieren erzeugte Randschicht

Durch die Diffusion von Stickstoff in den Stahl bildet sich an seiner Oberfläche die sogenannte Nitrierschicht. Diese wiederum setzt sich aus zwei Schichten bzw. Zonen zusammen: der Verbindungsschicht und der Diffusionsschicht. 

Die Verbindungsschicht besteht aus den Eisennitriden ε-Nitrid Fe2–3N (stickstoffreich) und γ`-Nitrid Fe4N (eisenreich). Im Vergleich zu den Verbindungsschichten, die beim Gasnitrieren entstehen, ist die durch das Plasmanitrieren gebildete Verbindungsschicht erheblich porenärmer und kompakter. Dies verhindert ein Abplatzen der Schicht.

Die Diffusionsschicht liegt unterhalb der Verbindungsschicht und besteht aus dem Grundwerkstoff mit ausgeschiedenen Nitriden. Dabei gilt: Je mehr nitridbildende Elemente die behandelten Stähle enthalten, desto höher ist die durch das Plasmanitrieren erzielbare Härte. Folglich kann un- und niedriglegierter Stahl durch das Verfahren keine so hohe Oberflächenhärte erreichen wie Nitrierstähle und Stähle mit hoher Legierung.

Grundlagen & Vorteile des Plasmanitrierens »

Plasmanitrocarburieren: Die Wärmebehandlung für Stähle mit besonderer Verschleißbeanspruchung

Häufig werden das Plasmanitrieren und Plasmanitrocarburieren unter dem Begriff Plasmanitrieren zusammengefasst. Beim Nitrocarburieren wird dem zu behandelnden Stahl Stickstoff und zusätzlich eine bestimmte Menge Kohlenstoff zugeführt. Durch die Diffusion beider Stoffe in die Oberfläche bildet sich eine besonders widerstandsfähige, zähe und tiefe Randschicht. Bei un- und niedriglegierten Stählen mit geringem Kohlenstoffgehalt lassen sich durch dieses Verfahren hervorragende Ergebnisse erzielen.

Weitere Informationen zum Plasmanitrocarburieren »

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