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Stahl

Verzinkten Stahl schweißen: So geht’s sicher & effektiv

Von Lukas Becker | 3. November 2024
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Das Schweißen von verzinktem Stahl stellt aufgrund der Eigenschaften der Zinkschicht besondere Herausforderungen dar. Dieser Artikel beleuchtet die Probleme, die beim Schweißen von verzinktem Stahl auftreten können, und zeigt Lösungen für eine sichere und effektive Vorgehensweise auf.

Schweißer mit Schutzhelm und Handschuh schweißt ein Stahlblech, dabei sprühen helle Funken
Vor dem Schweißen von Stahl muss die Zinkschicht komplett entfernt werden

Verzinkung und Schweißen – ein problematisches Duo?

Beim Schweißen von verzinktem Stahl stoßen Sie auf mehrere Herausforderungen, die hauptsächlich durch die Verzinkung selbst entstehen. Die Verzinkung schützt den Stahl vor Korrosion, verursacht jedoch beim Schweißen ernsthafte Probleme. Zink schmilzt bereits bei 419 °C und verdampft bei 906 °C, was weit unter der Schmelztemperatur von Stahl liegt. Wenn das Zink während des Schweißens verdampft, entstehen verschiedene Schwierigkeiten:

  • Porenbildung: Das Verdampfen des Zinks kann zu Hohlräumen in der Schweißnaht führen und so die strukturelle Integrität schwächen.
  • Rissbildung: Besonders bei dünnen Bauteilen kann es durch Zinkeinschlüsse zu Rissen kommen.
  • Lichtbogeninstabilität: Zinkdämpfe stören den Schweißprozess und führen zu einem unruhigen Lichtbogen.
  • Gesundheitsrisiken: Zinkoxiddämpfe, die beim Schweißen entstehen, sind schädlich für die Atemwege und erfordern besondere Schutzmaßnahmen wie Atemschutzmasken und gute Belüftung.

Das Schweißen von verzinktem Stahl erfordert daher sorgfältige Vorbereitung und geeignete Schutzmaßnahmen, um die technischen und gesundheitlichen Risiken zu minimieren und qualitativ hochwertige Schweißnähte zu erzielen.

Lösungsansätze für sicheres Schweißen

Um das Schweißen von verzinktem Stahl sicher und effektiv zu gestalten, sind verschiedene Lösungsansätze und Vorsichtsmaßnahmen notwendig.

1. Mechanische Entfernung der Zinkschicht:

Schleifen Sie die Zinkbeschichtung in den zu schweißenden Bereichen gründlich ab, um eine saubere und zinkfreie Oberfläche zu erzielen. Verwenden Sie dabei stahlfreie Schleifmittel, um eine Rückkontamination zu vermeiden, und schützen Sie umliegende Zinkbereiche vor eisenhaltigen Schleifpartikeln.

2. Chemische Entfernung der Zinkschicht (Beizen):

Nutzen Sie chemisches Beizen mit Säure, um besonders hartnäckige Zinkschichten zu entfernen. Diese Methode sollte jedoch nur von erfahrenen Fachleuten durchgeführt werden. Achten Sie darauf, geeignete Sicherheitsmaßnahmen wie korrosionsresistente Behälter und Schutzkleidung zu verwenden.

3. Richtiges Schweißverfahren wählen:

Nach der Entfernung der Zinkschicht eignen sich Verfahren wie Metall-Aktivgasschweißen (MAG) und Lichtbogenhandschweißen (E-Hand). In der Werkstatt ist MAG-Schweißen effizienter, während E-Hand-Schweißen sich für Baustellenprojekte eignet.

4. Qualität und Schutzmaßnahmen:

Reduzieren Sie die Schweißgeschwindigkeit und erhöhen Sie den Schweißstrom geringfügig, um eine stabile Lichtbogenqualität und eine saubere Schweißnaht zu gewährleisten. Arbeiten Sie in gut belüfteten Bereichen und nutzen Sie Absaugvorrichtungen, um die Konzentration der gesundheitsschädlichen Zinkoxiddämpfe zu minimieren. Tragen Sie geeignete Schutzkleidung und Atemschutzmasken.

5. Nachbehandlung zur Wiederherstellung des Korrosionsschutzes:

Erneuern Sie nach dem Schweißen die Zinkbeschichtung in den bearbeiteten Bereichen, um den Korrosionsschutz wiederherzustellen. Verwenden Sie zinkhaltige Beschichtungssysteme oder Zinkstaubbeschichtungen mit einer Schichtdicke von mindestens 100 µm. Auf Baustellen können Zinkstaubbeschichtungen mittels Pinsel aufgetragen werden, wobei der Zinkanteil im Pigment mindestens 90 % betragen sollte.

Durch die Beachtung dieser Maßnahmen wahren Sie die strukturelle Integrität der Schweißverbindung und minimieren die gesundheitlichen Risiken.

Schweißen ohne vorheriges Entfernen der Zinkschicht

In manchen Fällen ist es notwendig, verzinkten Stahl ohne vorherige Entfernung der Zinkschicht zu schweißen. Hierbei sind besondere Vorsichtsmaßnahmen erforderlich:

1. Geeignetes Schweißverfahren und Schutzgas wählen:

Verwenden Sie beim Metall-Aktivgasschweißen (MAG) spezielle Mischgase für eine bessere Kontrolle des Schmelzbades. Beim Lichtbogenhandschweißen (E-Hand) sollten mitteldick umhüllte Elektroden eingesetzt werden.

2. Anpassung der Schweißparameter:

Erhöhen Sie den Schweißstrom geringfügig und verringern Sie die Schweißgeschwindigkeit, damit die Zinkdämpfe ausreichend Zeit haben, aus der Schweißnaht zu entweichen. Halten Sie einen größeren Abstand zwischen den Werkstücken ein, um das Abziehen der Dämpfe zu erleichtern.

3. Sicherheitsmaßnahmen und Umgebungsschutz:

Stellen Sie sicher, dass eine effektive Absauganlage vorhanden ist, um die entstehenden giftigen Zinkoxiddämpfe abzuführen. Tragen Sie geeignete Schutzausrüstung, einschließlich Atemschutzmasken, Vollkörper-Schutzkleidung und Augenschutz. Arbeiten Sie in gut belüfteten Bereichen.

4. Nachbehandlung zur Wiederherstellung des Korrosionsschutzes:

Reinigen Sie den betroffenen Bereich gründlich und versehen Sie ihn mit einer Korrosionsschutzbeschichtung, wie z.B. einer Zinkstaubbeschichtung. Diese sollte eine ausreichende Dicke haben, um langfristigen Schutz zu gewährleisten.

Indem Sie diese Maßnahmen befolgen, stellen Sie sicher, dass die strukturelle Integrität der Schweißnaht erhalten bleibt und die Risiken für Ihre Gesundheit minimiert werden.

Artikelbild: Fertnig/iStockphoto