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Feuerverschweissen Baustahl Feile

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MythBuster

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Hallo,

ich will hier mal über eine (für mich) etwas verwunderliche Erfahrung berichten. Ich schmiede gerne 2-Lagen Messer und verwende dafür meistens Baustahl und alte Feilen, eben weil es billiges und beliebig verfügbares Material ist. Als Baustahl (ST37.. ja der ist nicht auf Zusammensetzung sonder auf Zugfestigkeit spezifiziert) nehm ich immer das gleiche Flachmaterial, das ich schon zig-Mal in der Kombi erfolgreich verarbeitet hab. Bei einer Verwechslung ist mir vor Kurzem ein anderes Flachmaterial unter den Hammer gekommen und das ließ sich bei keiner noch so hohen Temperatur verschweissen. Selbst bei Weiß (die arme Feile mags mir verzeihen) hüpfte sie beim ersten leichtem Schlag von ihrem angedachten Partner. Ein Kontrollversuch mit einem Stück der selben Feile und meinem bewährten Bandstahl zeigte eine problemlose Verschweissung.
So weit so gut, hatte ich schon öfter, wird wohl zu viel Silizium in dem undefinierten Baustahl sein (dachte ich).
Da ich immer alles genau wissen will, hab ich heute mal eine Analyse (RFA) beider Stähle gemacht und die brachte ein erstaunlich ähnliches Ergebnis: Mn 0.7%, Cu 0.4, Co 0.2%, Ni 0.1%, Mo 0.2%, Cr 0.05%, C mit der Methode nicht bestimmbar. Der einzige Unterschied: Beim guten Stahl ist Si bei 0.2 und beim schlechten bei 0.3%, also wesentlich niedriger als ich erwartet hab. Meine Vermutung lag da bei über 1%. Mir ist schon klar, dass der Kohlenstoffgehalt eine wesentliche Rolle bei der Schweißneigung spielt, aber der liegt wohl irgendwo bei 0,2% und dürfte sich auch nicht so wesentlich unterscheiden.
Daher meine Frage: bewegt man sich mit der Stahl-Kombination schon so hart an der Grenze des Machbaren, daß 0.1% Si den Ausschlag geben, oder woran liegt´s?

Gespannte Grüße

MythBuster
 
Der Siliziumgehalt ist es sicher nicht.
Als Faustregel sagt man, daß Wolfram, Silizium und Chrom in aufsteigender Reihenfolge die Verschweißung behindern. Wolfram allein macht bei 2-3 % noch keine besonderen Schwierigkeiten und der Kugellagerstahl 1.3505 mit ca 1,5 % Chrom wird ja auch noch verschweißt.
Silizium ist in den meisten Werkzeugstählen mit 0,2-0,4 % oder auch mehr enthalten und behindert in diesen Mengen die Verschweißung nicht.
Das wird Dir natürlich auch nicht viel helfen, da Du ja nicht wissen willst, wo der Fehler nicht gelegen hat, sondern was seine Ursache war.
Da kann ich aber aus der Ferne nichts Stichhaltiges sagen. Mach das "böse" Stück noch mal gut warm, gib Borax drauf, bürste es ab, gib nochmal Borax drauf und versuch es noch einmal-vielleicht klappts.
MfG U. Gerfin
 
nein, keine Chance, hab die Prozedur mit dem Abbürsten 5-6 Mal gemacht und dann von Gelb bis (jenseits von Gut und Böse) Weiß alles durchprobiert. Vorher hab ich nass den Zunder abgesprengt und den Borax immer mit der selben Drahtbürste wie sonst auch abgebürstet. Das einzige, das ich mir noch vorstellen kann, ist, dass sich an der Oberfläche des bösen Buben ein "Häutchen" mit anderer Zusammensetzung befindet. Dieses hab ich dann vor der Analyse weggeschliffen um die Walzhaut zu beseitigen. Ist so was denkbar? Viel hab ich nicht weggeschliffen.

Gruß

MythBuster
 
Könnte der "Baustahl" oberflächlich entkohlt sein? Mit dem Winkelschleifer ein bis zwei mm runterhobeln, vielleicht klappts dann... Da ich mein Rohmaterial oft auf dem Schrottplatz zusammensuche und dann mit der Funkenprobe den C-Gehalt abschätze, hatte ich das Problem nämlich auch schon und konnte es so beheben. Ich hab gute Erfahrungen mit solchem Schrott gemacht, aber er ist bei der Verarbeitung natürlich etwas unberechenbarer.
Gruß
Hannes
 
Wenn der Stahl zu lange im Feuer war, ist er einfach totgeglüht - zumindest hab ich es mir immer so erklärt wenn es Probleme beim Schweißen gab. Das Abschleifen der Oberfläche brachte da meistens Abhilfe. Ich bin aber kein gelernter Metaller, und kann nur meine Erfahrungen wiedergeben... deshalb immer mit Vorbehalt...
Bevor gar nix mehr geht, würde ich einfach einen Versuch in dieser Richtung starten, wenn es immernoch nicht funktioniert ist es zumindest kein oberflächliches Problem, dann kann man mal weiterdenken...
Gruß
Hannes
 
Wenn der Stahl zu lange im Feuer war, ist er einfach totgeglüht
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Dann ist wohl eher zu viel Oxid auf der Oberfläche, welches die Schweißung behindert. Man kann ja auch Reineisen, welches fast keinen Kohlenstoff hat, ohne Probleme verschweißen...

Aber ich hatte auch schonmal ein ähnliches Problem mit Baustahl. Hat sich auch nicht verbunden. Ich hab es auf die undefinierbare Zusammensetzung geschoben. Aber nach der Analyse ist das schon komisch.

Gruß Jannis
 
o.k. hab heute mal ein Paar Analysen nachgeschoben, um dem Mysterium auf die Spur zu kommen. Motivation war, herauszufinden ob der böse Stahl eventuell Randschichten mit abweichender Zusammensetzung besitzt. Das Ergebnis finde ich ziemlich spannend. Da mir leider kein HiTec in Form eines REM mit EDX (dies wäre hierfür das Mittel der Wahl) zur verfügung steht, bin ich wie folgt vorgegangen:ich habe die Walzhaut mit immer gröber werdender Körnung abgeschliffen um so schichtenweise tiefer ins Material zu kommen. Dazu muss man wissen, dass die verwendete RFA Maschine gamma Strahlung mit rel. niedriger Energie verwendet, so dass die Eindringtiefe nur einige µm beträgt und so praktisch nur die Zusammensetzung der Oberfläche gemessen wird.
So, nun zu den Fakten, bei den Elementzusammensetzungen erwähne ich der Einfachheit nur die, die sich signifikant von der Matrix, also in der tieferen Schicht, unterscheiden.

1.: Anschliff der Walzhaut mit Körnung #1000
O 8,7%
Si 0,2%
S 0,2%
Cu 1,1% !

2. Anschliff mit #800
O 3,2%
Si 1,3% !
S 0,06%
Cu 0,5%
So jetzt die Interpretation:
Anschliff1 : Sauerstoff relativ hoch, klar bin noch mitten in der Oxidschicht. Schwefel extrem hoch, liegt höchstwahrscheinlich an dem verwendeten Walz-Kühl-Schmiermittel, hier werden gerne schwefelhaltige Öle verwendet. Was auffällt, ist der hohe Kupfergehalt.
Dazu hab ich folgendes gefunden. (Fulltext ist einsehbar) Kurz zusammengefasst ensteht bei kupferhaltigen Stählen eine Zone zwischen Zunder und Metall mit erhöhter Cu-Konzentration. Da Kupfer edler als Eisen ist, wird sich dies beim Abbrennen des Stahls sich an dessen Oberfläche anreichern. Aha, ist schon Mal verdächtig. Ein nachteiliger Zusammenhang mit Kupfer und Feuerverschweißungen wurde hier schon mal angeschnitten. (Thread #3)
Ist auf jeden Fall schon Mal verdächtig.

Aber wie man in Anschliff #2 sieht kommt´s noch besser: 1,3% Si im Vergleich zu 0,3% im Bulk-Material! Dass sich Si in/unter der Walzhaut anreichert, dazu hab ich zwar auf die schnelle nicht´s gefunden, aber vielleicht weiß ja da einer von Euch was drüber.
Ich habe übrigens mit Korund-Schleifpapier geschliffen, um den Stahl nicht mit Si zu verunreinigen.
Ich werden morgen noch etwas tiefer schleifen und, soweit ich dazu komme, nächste Woche mal einen Schweissversuch machen, bei dem ich den Stahl vorher grob überflexe. Dann müsste es ja nach aller Theorie klappen, oder?


Gruß

MythBuster
 
Ich habe ja schon den 2510 Prüfen lassen,aber da hatte sich nur der C Gehalt um 0,2% an der blank geflexten Oberfläche verringert.
Aber dieser unterschied:confused:

Gruß Maik
 
Ich fürchte, der Kupfergehalt wird Dich der Lösung auch nicht näher bringen.
Daß Kupfer als edleres Element sich in der Außen-Oxydschicht anreichert, ist plausibel.
Die Legende, daß Kupfer die Feuerschweißung verhindert, ist verbreitet und wird auch von erfahrenen Schmieden geglaubt. So erzählte mir ein bekannter Kunstschmied, böse Kollegen hätten gelegentlich einen Pfennig ins Feuer geworfen und damit die Schweißung vereitelt. Zufällig hatte ich einen Magneten dabei und konnte damit zeigen, daß unser Pfennigstück aus Eisen bestand und nur eine dünne Kupferoberfläche hatte. Mein Wettangebot, ein paar Pfennige im Feuer zu verschweißen, hat er dann nicht angenommen.
Rapatz beschreibt Kupferzusatz in Stählen als der Schweißbarkeit sehr förderlich, wobei allerdings gemeint ist, daß kupferhaltige Stähle bei der Schmelzschweißung nicht so sehr aufhärten und deshalb als problemloser schweißbar gelten.
Der hohe Si-Gehalt kommt mir verdächtiger vor, ob´s aber wirklich daran liegt ?. Ich bin auf weitere Ergebnisse gespannt.
MfG U. Gerfin
 
Dazu hab ich folgendes gefunden. (Fulltext ist einsehbar) Kurz zusammengefasst ensteht bei kupferhaltigen Stählen eine Zone zwischen Zunder und Metall mit erhöhter Cu-Konzentration. Da Kupfer edler als Eisen ist, wird sich dies beim Abbrennen des Stahls sich an dessen Oberfläche anreichern.
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Da das Material "nur" ein einfacher Baustahl ist, halte ich es für unwahrscheinlich, dass Kufer aktiv einlegiert wurde.
Könnte der hohe Kupferanteil eventuell con der Kokille beim Stranguss
herrühren.
Dann müsste allerdings die Konzentration im Inneren gleich null sein.

PS.: Deine Vorgehensweise find ich Klasse!!:super:
 
Moin

Edit:Habe mich getäuscht, sorry.

stefan
 
Last edited:
Hallo,

ein kleines Update: Hab heute noch Mal etwas tiefer geschliffen. Mit mit der Hand und Schleifpapier #320 bestimmt nicht sehr tief. Ergebnis, alle Konzentrationen waren wieder so wie bei dem ersten tiefen Anschliff mit der Flex. Dann zur Kontrolle noch Mal richtig was auf dem Bandschleifer weggenommen (#60), selbes Ergebnis. Also ist die Sache in sich schon schlüssig.
@U.Gerfin Du kannst ja Mal den Versuch mit dem verkupferten Pfennig machen, ich finde das würde den Kupfer-Mythos prima wiederlegen. Ich versuch auch einen alten Pfennig zu finden. (und um das zu toppen, schick mir doch Mal 10 verschweisste Krügerrands zu, das hab ich nämlich noch nie geschafft :steirer:) Wenn das ganze von einer so dünnen Zone vom Silizium hervorgerufen wird, dann würde mich aber auch interessieren, wie das eigentlich wirkt. Die schweisserschwerende Wirkung vom Chrom verstehe ich ja, es bildet ein hochschmelzendes und in Flußmittel schwerlösliches Oxid (Cr III Oxid). Aber Si müsste eigentlich an der Oberfläche leicht oxidieren und sich im Flußmittel leicht lösen, selbst mit Eisenoxid bildet es rel. niedrigschmelzende Schlacke aus Fayalit/Olivin. Auch sieht man beim zulegieren von Si zum Eisen eine Schmelzpunkterniedrigung (ähnlich wie beim Kohlenstoff) wie man hier sieht.

Also wie funktioniert das Ganze, bildet das Silizium eine Diffusionssperre?

@MarkusMüller: Kupfer gilt als Stahlschädling und wird wohl bei der Stahlherstellung (das gilt zumindest für einfache Stähle) nicht extra zugegeben, sondern es ist als Verunreinigung im Schrott enthalten. Es ist in allen einfachen Stählen im Zehntel Prozent Bereich enthalten.

Gruß

MythBuster
 
Hallo Mythbuster !
Das mit den Pfennigen werde ich zum Jux mal am Samstag machen. Mit den neuen Stücken müßte es eigentlich auch gehen-magnetisch sind sie jedenfalls.
Das mit den Krüger Rand machen wir umgekehrt. Du schickst sie und ich schmelze sie ein- eine sauberere Schweißung gibt es gar nicht.
Es soll allerdings dabei immer ein gewisser Schwund eintreten-mir eigentlich unerklärlich.
MfG U. Gerfin
 
Morgen,

hab gestern einen Schweißversuch gemacht, wobei ich wieder ein Stück der gleichen Feile und besagten Flachstahl verwendet habe. Eine Hälfte der zu verschweissenden Fläche hab ich mit K40 abgeschliffen. Da ich den Flachstahl auch als Stiel verwende, hab ich ihn auf Höhe des Feilenendes von beiden Seiten etwas eingeschnitten, damit mir nicht zu viel Hitze abgezogen wird.
Weiteres Vorgehen stichpunktartig: saubergeschruppte Feile naß gemacht und Borax drauf, vom Baustahl Zunder naß abgeschmiedet, Borax auf rotem Baustahl und gründlich abgebürstet, nochmal Borax drauf und dann Baustahl auf weiß, kurz abgebürstet, frischer Borax drauf, Feile draufgeklappt und rein in die Röhre. Das ganze auf weiß, bin mal bewußt ziemlich hoch gegangen, wenn da nix geht dann geht´s nimmermehr. Mit der Verschweissung hab ich am saubergeschruppten Ende angefangen und siehe da, kein Wegspringen, es fühlte sich gut an. Zur Sicherheit spendete ich dem Ding noch ne 2.te Schweißhitze mit eingeboraxten Flanken. Noch Mal mit dem Hammer drüber, abgekühlt und dann einer Seite angeschliffen.
Auf der nicht abgeschruppten Hälfte ist eine feine Trennlinie zu erkennen, während die andere sauber verschweißte. Prima, die Theorie hat gesiegt, hab ich mir noch gedacht und das Paketchen mal der Länge nach in der Mitte aufgetrennt. Hätt ich nicht machen sollen, denn da war die schlechte Seite bis zur Mitte hin auch verschweißt. Ein späterer brutaler Umbiegeversuch bei der ich die harte Feile abscherte, zeigte, daß die gute blanke verschweisste Stelle bis ins Zentrum der nicht überschliffenen Stelle des Baustahls reichte.
Fazit: Auch unbehandelt schweißt er zwar schlecht aber doch irgendwie, vorallem, wenn der Stahl durch die gute Schweißung an Ort und Stelle gehalten wird und dann auch weniger Luftsauerstoff hingelangen kann.
In allem wissenschaftlichen Übermut hab ich zwischendrin ein unbehandeltes 5 Cent Stück mit Borax dazwischen auf die weiße Feile gelegt, nochmal kurz erhitzt und dann draufgehauen. Weg war´s... es klebte an der Hammerbahn. Auch bei einem zweiten Versuch hab ich die Münze schön auf der Feile plattklopfen können ohne daß sie auch nur im geringsten daran haften blieb. Wie gesagt, das Ganze allerdings ohne An- oder Abschleifen der Verkupferung.
Ich bin mal gespannt was Ulrich´s Geldschweißversuche machen!
(ob es legal ist Geld zu verschweißen und wieviel es dann noch Wert is, sollten wir in einem extra Thread diskutieren)

Gruß

MythBuster
 
Den Spaß mit den Pencestücken habe ich mir gestern tatsächlich gemacht.
Das Ergebnis ist eher zweideutig. Die frischen Geldstücke sind ziemlich dick verkupfert. Dieser Kupferüberzug schmilzt bei Schweißtemperatur- da eine gewisse Auflegierung eintreten dürfte, wohl schon unter 1087 Grad .
Beim Schlag mit dem Hammer spritzt das geschmolzene Kupfer weitgehend weg. Die Münzenkerne- ich habe je ein 1-Penny, ein Zweipence- und ein 5 Pence-Stück verwendet- haften fest aufeinander. Ein Blick mit einer 10-fach vergrößernden Lupe auf den Anschliff zeigt aber eine ganz feine rötliche Trennschicht. Ob die Münzen also tatsächlich verschweißt oder durch das Kupfer gelötet sind, kann so nicht exakt gesagt werden. Ich werde am nächsten Samstag mal etwas weiter spielen und über die Ergebnisse berichten.
Zum rechtlichen Aspekt: Geld zerstören ist nicht strafbar, wie uns allenthalben demonstriert wird, k e i n Geld zu haben, ist allerdings ein todeswürdiges Verbrechen (Vergl. "Aufstieg und Untergang der Stadt Mahagonny).
MfG U. Gerfin
 
Und ich Dachte erst,das ich jetzt Kupferspäne nehmen kann statt Borax:hehe:aber wenn sich jetzt nur das Kupfer mit sich verbunden hat:mad:.
Aber was ist das jetzt für`n Baustahl:confused:

Gruß Maik
 
Hallo Leute

Ich lese hier von anfang an den Fred mit, aber auf was für Ideen Ihr kommt ist der Wahnsinn. Ist zwar jetzt offtopic aber dazu viel mir ein Spruch ein:
Alle Leute sagten: Das geht nicht, das klappt nicht. Bis einer kahm der es einfach machte.
Ich mag die Versuche nach dem Prinzip try and error. Und zudem, wer sich nie verirrt(sollte das ausprobieren mal nicht klappen) entdeckt keine neuen wege.
So, zurück zumThema.
Ich habe zum Thema Kombi Baustahl Feile mal eine Frage. Falls sie blöd ist bitte nicht ganz so doll hauen.
Wenn ich als Schneilage ein Stück Feile in ein Winkeleisen Baustahl schweiße; die Feile also nur vorne an der schneide aus dem Paket schaut; und ich dann komplett härte, wie sieht es dann mit eventuellem verzug aus?
Baustahl ist ja nicht härtbar, was in dem moment ja von vorteil wäre. Weiche außenlagen harter Kern. Aber verhalten sich beide Stähle gleich wenn man härtet oder gibt es dann auch eine biegung zum Rücken des Messers(als beispiel mal eine klinge von ca 20cm länge) hin weil der Baustahl weicher ist?? Wie sieht es optional zu einer selektivhärtung aus??
Oder verrenne ich mich gedanklich da gerade??

Grüße
Thomas
 
Hallo Peter

o.k.
Hast ja recht. punkt geht an dich :hmpf:
Hatte da halt nur die Frage gerade so im kopf rumschwirren.

Grüße
Thomas
 
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