Kantprofile, warmgewalzte Profile und lasergeschweißte Profile aus Edelstahl

PUBLISHED 2 Februar 2017

Zur Herstellung von Profilen aus Edelstahl Rostfrei gibt es unterschiedliche Verfahren. Ob gekantet, warmgewalzt oder lasergeschweißt – welche Ausführung eingesetzt werden sollte, kann man anhand der verfahrensspezifischen Vor- bzw. Nachteile erkennen.

Kanten warm walzen laserschweissen

Kantprofile

Kantprofile werden bei Raumtemperatur aus Blechstreifen mechanisch zur gewünschten Form um einen Biegedorn verformt. Dabei handelt es sich um eine Kaltumformung. Gewöhnliche Querschnitte für strukturelle Anwendungen sind sowohl gleichschenklige als auch ungleichschenklige Winkelprofile sowie U-Profile.
Rechteckrohre und Vierkantrohre aus Edelstahl werden im Prinzip auf die gleiche Fertigungsart hergestellt, sie fallen jedoch unter eine eigene Kategorie.

Der Kantprozess

Abkanten oder Kaltformung ist ein sehr kosteneffizientes und schnelles Herstellungsverfahren. Das für gewöhnlich zum Einsatz kommende Vormaterial besteht aus geslittetem oder geschertem Flachstahl vom Blech oder vom Ring.
Bei dem Kantprozess wird ein Teil des Flachstahls mittels eines Dorns in eine Kehle bis zu dem gewünschten Winkel gepresst. Die Öffnung der Kehle definiert mitunter den Radius der Kante.

Grenzen des Kantprozesses

Es gibt Einschränkungen was den Kantradius betrifft. Diese sind materialbezogen (mechanische Eigenschaften), materialstärkenbezogen (Dicke), und von der Leistung der Abkantpresse abhängig.
Die Profillänge hängt wiederum von der Nutzlänge der Presse ab. Für gewöhnlich handelt es sich um sieben bis acht Meter, aber auch zwölf bis sogar 13 Meter lange Abkantpressen sind im Einsatz.
Im Querschnittsbereich ist man meist flexibel, denn Grenzen sind durch die Gurtlänge gesetzt. Kurze Schenkel sind nicht immer zu erzeugen. Es versteht sich von selbst, dass die Wandstärke bei Steg und Gurt(en) konstant ist.
Des weiteren können gute Maßhaltigkeit und enge Toleranzen erzielt werden.
Im Verhältnis zu warmgewalzten und lasergeschweißten Profilen mit gleichen Maßen sind Kantprofile aufgrund der runden Kanten leichter.

Auswirkungen der Kaltverformung

Die runden Kanten verbergen jedoch auch einen negativen Aspekt: In der Nähe der Kante ist das Profil am steifesten. Dadurch wird das Anbringen eines Bolzens oder Stehbolzens, einer Mutter oder Finne bzw. einer Lasche an dieser Stelle unmöglich.
Ein weiterer Nebeneffekt der Kaltumformung von Edelstahl Rostfrei betrifft die Spannungen, welche in das Material gebracht werden. Dies stellt kein Problem dar, solange die Eigenspannung des Materials nicht freigesetzt wird.
Führt man dem Kantprofil Wärme zu, so werden die inneren Spannungen frei. Die Stange wird stark verformt und verliert Geradheit und Torsion. Dies passiert beim Anschweißen von Finnen, Laschen und Rippen, oder bei mechanischer Zerspanung mittels Fräsen.

Aus diesem Grund sind gekantete U-Profile oder Winkelprofile eine kostengünstige Lösung. Jedoch sind sie technisch suboptimal, wenn sie als Unterbau für Rohrleitungen oder Schweißkonstruktionen verwendet werden sollen.

Ein weiterer Nebeneffekt ist, dass bei der Kaltumformung von austenitischen Edelstählen die übliche kornförmige Struktur des Edelstahls teilweise zur Martensitstruktur umgewandelt wird. Diese ist magnetisch und dadurch für bestimmte Anwendungen wie Kernforschung nicht mehr geeignet.

Warmgewalzte Edelstahlprofile

Als Alternative gibt es warmgewalzte Winkelprofile und U-Profile. Diese sind in Handelslängen von sechs Metern erhältlich, jedoch generell nur in den austentischen Edelstahl- Güten 1.4301/1.4307, 1.4404 und 1.4571.

U Profil warm gewalzt edelstahl
Die Produktpalette ist sehr breit. Jedoch gibt es nur Standard- und keine Sonderanfertigungen.

Diese Profile sind lösungsgeglüht und haben dadurch nur minimale Eigenspannung. Diese hat auf den Verzug beim Erhitzen kaum Auswirkungen. Außen befindet sich generell eine scharfe Kante, welche für das Anschweißen von Bolzen geeignet ist.
Warmwalzen ist die kostengünstigste Ausführung. Dieses Material ist für gewöhnlich im Lager vorrätig. Die Einschränkungen liegen in:

  • der Stangenlänge, welche auf sechs Meter festgelegt ist und nur zurückgeschnitten werden kann,
  • der stark limitierten Verfügbarkeit an Edelstahlgütern,
  • den nicht möglichen Sonderanfertigungen (außer man rechnet mit Großmengen und sehr hohen Werkzeugkosten).

Lasergeschweißte U-Profile und Winkelprofile

Eine weitere Option besteht aus den lasergeschweißten Profilen. Dies ist die aufwändigste Ausführung der drei Technologien. Nichtsdestotrotz ermöglicht sie aber den höchsten Grad an Flexibilität:

  • im Design des Querschnittes,
  • im Design gemäß den strukturellen Anforderungen (verschiedene Stärkenkombinationen sind möglich),
  • in der Länge des Profils (maximal 16-Meter-Stangen sind realisierbar),
  • in der Materialauswahl. Von den herkömmlichen austenitischen Edelstählen können fast alle Edelstahlsorten verarbeitet werden (leider keine martensitischen Edelstähle),
  • in der Materialkombination. Unterschiedliche Stahlsorten können gemischt werden, zum Beispiel bei „schwarz-weiß“ Verbindungen.

u profil lasergeschweisst edelstahl

Im Gegensatz zu den Kantprofilen wird bei lasergeschweißten Profilen fast kein Druck auf das Material ausgeübt. Dieser würde bei einer unerwünschten Freisetzung zu Verzug führen.
Lasergeschweißte Winkel und U-Profile sind mit sehr engen Toleranzen gefertigt. Sie sind scharfkantig und haben einen sehr schmalen Innenradius.

Jede Ausführungsart hat seine Vorteile und besonderen Eigenschaften. Diese garantieren die Verfügbarkeit von Edelstahlprofilen auf dem Markt. Außerdem werden sie den projektspezifischen Anforderungen gerecht.

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