Edelstahlsmoker

[Kuddelsoft]

Moin Chris,

sehr geiles Teil. Sowas würde ich auch gerne haben.

Wie lange hast Du daran gesessen?

 

[Wolle1961]

Hi,

echt schönes Ding......

Sag mal kannst du mir weiterhelfen.

Ich wollte ne grillfläche aus Va 6 oder 8mm Material auslasern.

Ist für einen Grill.

Wird sich das verziehen???

MfG holler80

Edelstahl verzieht sich immer bei Wärmeeinbringung. Da du aber von der Grillfläche ... also vom Grillrost redest wird es nicht so arg werden.

 

[Chris Lange]

Edelstahl verzieht sich immer bei Wärmeeinbringung. Da du aber von der Grillfläche ... also vom Grillrost redest wird es nicht so arg werden.

Das ist nicht ganz richtig, Edelstahl ist zum einen nicht gleich Edelstahl und Wärmeeinbringen alleine verzieht keinen Stahl.

es gibt Wärmefeste Edelstähle wie z.b. den 4742. Dieser ist allerdings ein vielfaches teuerer wie der 4301 aus dem mein Smoker entstanden ist.

Nicht wärmefeste VA Stähle haben das Problem des Wärmetransport. Durch einen sehr geringen Wärmeleitkoeffizient wird der Stahl verzogen, wenn er die Wärme die eingebracht wird nicht mehr transportiert bekommt.

Meine Smoker Feuerroste habe ich schon stundenlang in der Glut /Feuer gehabt ohne Verzug. Diese sind ganz einfach 4mm Bleche ohne Kantungen oder ähnliches. Da sie in einem Fass (SFB) sind wo die Wärme von überall abgestrahlt wird erhitzen sie sich relativ gleichmäßig und es gibt keinen Verzug bzw die schlechte Wärmeleitfähigkeit des Materials kommt nicht zu negativen Auswirkungen.

Anderes Bsp, ein Direktgrill der von unten 600-800 Grad Flamme und Glut bekommt und von oben liegt das Kühlschrank Steak Steak drauf mit 7 Grad und die Umgebungsluft zieht mit 20 Grad drüber hinweg. Der Temperaturunterschied von bis ca 500-700 Grad kann zu Verspannungen und Verzug führen.

http://www.grillsportverein.de/forum/threads/huehnchengrill-aus-edelstahl.145906/page-2

Hier sieht man ein weiteres Projekt aus 4301 Edelstahl, bei dem ich die Kohlen Feuerschale doppelwandig ausgelegt habe um somit quasi eine Dämmung zu erhalten und ein gleichmäßigeres aufheizen des Stahls. Der Grillrost wurde aus Sphäroguss erstellt, da der Grill auch mal als Direktgriller genutzt werden soll.

Tante Edit sagt zu Kuddel,

es war ca eine Woche Arbeit mit langjähriger Planung und Zeichnen im Vorfeld. Ich meine es war ja nur noch Plug und Play als die Teile mal vom Laser kamen.

 

[Wolle1961]

Obwohl wir in der Firma sehr viel Edelstahl verarbeiten war mir nicht bekannt, dass es auch wärmestabiles VA gibt. Liegt wohl daran, dass wir das 0815-Zeugs 4301 zum allergößten Teil verarbeiten. Erst wenns ätzend wird muss das bessere herhalten.

Aber danke für die kleine Werkstofflehre.

Natürlich logisch ist, dass bei gleichmäßiger Erwärmung kein Verzug stattfindet.

 

[WILD HOGS]

wie geil ,wenn man sowas kann !!

meinen größten Respekt !!

 

[kaikosma]

Das ist nicht ganz richtig, Edelstahl ist zum einen nicht gleich Edelstahl und Wärmeeinbringen alleine verzieht keinen Stahl.

es gibt Wärmefeste Edelstähle wie z.b. den 4742. Dieser ist allerdings ein vielfaches teuerer wie der 4301 aus dem mein Smoker entstanden ist.

Nicht wärmefeste VA Stähle haben das Problem des Wärmetransport. Durch einen sehr geringen Wärmeleitkoeffizient wird der Stahl verzogen, wenn er die Wärme die eingebracht wird nicht mehr transportiert bekommt.

das ist so auch nicht ganz richtig

Egal aus welcher Legierung der Stahl erschmolzen ist (also egal welche Zusatzbestandteile er hat) - er verzieht sich, sobald ein ungleichmäßiges erwärmen / erhitzen erfolgt. mit anderen Worten - wird alles gleichmäßig erwärmt, ists wurscht, fängt man jedoch an an einer ecke zu schweißen, hält dann Schweißfolgen nicht korrekt ein, um den entstehenden Verzug entgegen zu wirken gleich beim Schweißen, ist das Teil krumm wie hulle.
Das passiert bei normalem S235 genau wie beim 1.4301 oder andere.
Je höher jedoch der Zulegierungsgehalt von Chrom oder Nickel sind, desto geringer wird die Wärmeleitfähigkeit, was das Problem des Hitzestaus bei lokaler Einbringung noch verstärkt. Dadurch verzieht sich Edelstahl deutlich stärker, als bspw. nen allerwelts-St.

ebenfalls betrifft genau dieses Phänomen auch so ziemlich die meisten anderen Baustoffe. Ein Betonbalken, der nur einseitig erwärmt wird, wird sich aufgrund der ungleichmäßig verteilten Temperatureinwirkung biegen. Wie stark hängt da natürlich von der Temperaturgradiente und der Masse des Bauteils ab. Aber im Grunde ists immer dasselbe.
Nur beim Stahl wird soweit erhitzt beim schweißen, dass das Material plastisch verformt wird bzw. verformbar wird - also Zugspannungen durch Dickenänderung negiert werden - und beim Abkühlprozess (der an den Oberflächen stärker ist als im inneren des Materials) beim einseitigen schweißen sich wieder im Elastischen Bereich zusammen zieht. Durch die während des Abkühlprozesses im elastischen Bereich dann entstehenden Eigenzugspannungen wird das Material in die entsprechende Richtung gezogen und verzieht sich. Gleichmäßig abgekühlt zieht sich alles gleichmäßig zusammen und das Teil bleibt eben.

so! solltest du gegenteiliges wiederum behaupten, dann hab ich mich in der SLV nen 3/4 Jahr umsonst hingesetzt.

ach - und das "Warmfest" bei den genannten Stählen bedeutet nichts anderes, als dass durch die Zulegierung weiterer Elemente die Festigkeit unter Betriebstemperaturen (>300°C) gegeben ist - sprich, nen normaler Stahl verliert mit steigender Temperatur sehr stark an Festigkeit / Belastungsvermögen sodass er deutlich früher versagt unter Belastung, ein warmfester ist bei gleicher Temperatur und gleicher Belastung jedoch standhaft und kann die Last weiterhin tragen. Nichts anderes.
Aber auch Warmfeste Stähle haben ein begrenztes Potential - sie verlieren ebenfalls mit steigender Temperatur an Festigkeit - jedoch aufgrund der Legierung nicht so stark wie andere Stähle.
Wo du recht hast - dass dieser Stahl für den Otto-Normal-Laien nicht bezahlbar ist.

und nu steinige mich

 

[Wolle1961]

Als ich während meiner Ausbildung auch Werkstoffkunde in der Berufsschule hatte war Edelstahl noch nicht so verbreitet, als dass dies schon im Unterricht aufgetaucht wäre. Is ja auch schon über 30 Jahre her.
Also darf ich doof sein.
Aber ich kann es einigermaßen gut schweißen. Und das reicht hier für alle mal.

 

[kaikosma]

nja - bei uns war's eher das Problem der Beschaffung

 

[Wolle1961]

Dafür konntet ihr aber beständige Sachen aus Plaste basteln.

 

[Chris Lange]

4301 hat fast die Hälfte der Wärmeleitfähigkeit wie ein hitzefester Edelstahl. Ich weiß nicht was du versuchst zu widerlegen aber du hast mir eigentlich nicht widersprochen bis auf deine Meinung über wärmefeste Edelstähle und bei denen gibt es viele die sich unter anderem stark unterscheiden.

Vergleiche mal die Eigenschaften zum 4301

http://www.thyssenkrupp-nirosta.de/fileadmin/media/PDF/thermax.pdf

das ist so auch nicht ganz richtig

Egal aus welcher Legierung der Stahl erschmolzen ist (also egal welche Zusatzbestandteile er hat) - er verzieht sich, sobald ein ungleichmäßiges erwärmen / erhitzen erfolgt. mit anderen Worten - wird alles gleichmäßig erwärmt, ists wurscht, fängt man jedoch an an einer ecke zu schweißen, hält dann Schweißfolgen nicht korrekt ein, um den entstehenden Verzug entgegen zu wirken gleich beim Schweißen, ist das Teil krumm wie hulle.
Das passiert bei normalem S235 genau wie beim 1.4301 oder andere.
Je höher jedoch der Zulegierungsgehalt von Chrom oder Nickel sind, desto geringer wird die Wärmeleitfähigkeit, was das Problem des Hitzestaus bei lokaler Einbringung noch verstärkt. Dadurch verzieht sich Edelstahl deutlich stärker, als bspw. nen allerwelts-St.

ebenfalls betrifft genau dieses Phänomen auch so ziemlich die meisten anderen Baustoffe. Ein Betonbalken, der nur einseitig erwärmt wird, wird sich aufgrund der ungleichmäßig verteilten Temperatureinwirkung biegen. Wie stark hängt da natürlich von der Temperaturgradiente und der Masse des Bauteils ab. Aber im Grunde ists immer dasselbe.
Nur beim Stahl wird soweit erhitzt beim schweißen, dass das Material plastisch verformt wird bzw. verformbar wird - also Zugspannungen durch Dickenänderung negiert werden - und beim Abkühlprozess (der an den Oberflächen stärker ist als im inneren des Materials) beim einseitigen schweißen sich wieder im Elastischen Bereich zusammen zieht. Durch die während des Abkühlprozesses im elastischen Bereich dann entstehenden Eigenzugspannungen wird das Material in die entsprechende Richtung gezogen und verzieht sich. Gleichmäßig abgekühlt zieht sich alles gleichmäßig zusammen und das Teil bleibt eben.

so! solltest du gegenteiliges wiederum behaupten, dann hab ich mich in der SLV nen 3/4 Jahr umsonst hingesetzt.

ach - und das "Warmfest" bei den genannten Stählen bedeutet nichts anderes, als dass durch die Zulegierung weiterer Elemente die Festigkeit unter Betriebstemperaturen (>300°C) gegeben ist - sprich, nen normaler Stahl verliert mit steigender Temperatur sehr stark an Festigkeit / Belastungsvermögen sodass er deutlich früher versagt unter Belastung, ein warmfester ist bei gleicher Temperatur und gleicher Belastung jedoch standhaft und kann die Last weiterhin tragen. Nichts anderes.
Aber auch Warmfeste Stähle haben ein begrenztes Potential - sie verlieren ebenfalls mit steigender Temperatur an Festigkeit - jedoch aufgrund der Legierung nicht so stark wie andere Stähle.
Wo du recht hast - dass dieser Stahl für den Otto-Normal-Laien nicht bezahlbar ist.

und nu steinige mich

 

[tom311]

Da hast Du ein Hammerteil gebaut

 

[kaikosma]

4301 hat fast die Hälfte der Wärmeleitfähigkeit wie ein hitzefester Edelstahl. Ich weiß nicht was du versuchst zu widerlegen aber du hast mir eigentlich nicht widersprochen bis auf deine Meinung über wärmefeste Edelstähle und bei denen gibt es viele die sich unter anderem stark unterscheiden.

in deinem Link steht unter anderem geschrieben:
"Hitzebeständige Stähle sind bei guten Festigkeitseigenschaften in Kurz- und Langzeitbeanspruchung besonders beständig gegen die Einwirkung"

damit ist die Aussage getroffen bzgl. der Festigkeit des Werkstoffes unter Temperatureinwirkung, aber es ist nichts gesagt bzgl. des Verzuges beim Schweißen.
Der tritt immer auf durch die lokale Wärmeeinbringung (also gerade durch Schweißen). Du hast Äpfel mit Birnen verglichen und gesagt, dass sich der Werkstoff nicht verzieht, wenn er warm wird. Das ist nicht korrekt, da Verzug immer bei Temperaturgradienten innerhalb eines Bauteils auftritt - unabhängig ob es um einen Hitzefesten oder nicht hitzefesten Werkstoff geht.
Und höhere Zulegierungen durch Chrom, Nickel, Aluminium, Molybdän .... bewirken durch geringere Wärmeleitung innerhalb des Materials, dass der Verzug nur stärker in Erscheinung tritt.

Auch ein normaler Wald-und-Wiesen-Stahl verzieht sich eben nicht, wenn er gleichmäßig durchgewärmt wird. Aber eben, wenn er ungleichmäßig erwärmt wird. Genau darin liegt der Unterschied zu deiner Ausführung

 

[Chris Lange]

Entschuldige bitte,

ich hatte anscheinend völlig unrecht und falsche Behauptungen aufgestellt. Werde versuchen mich in Zukunft zu bessern und präziser lesen was geschrieben wird.

 

[kaikosma]

Entschuldige, aber ich wollt dir da jetzt nicht über den Mund fahren - wollts nur richtig stellen.

noch nen Zusatz: Verzug wird stärker zu Tage treten, je dünner das Material ist. Dicke Bleche bspw. haben meist selbst genügend Masse als Gegenpol, und bei einem Bedarfsstoß von einem 60mm Blech muss eh meist in bestimmter Anordnung geschweißt werden (z.B. HX oder X-Naht).
Dünnblech (0,5-2mm) hingegen wird sich - sofern ungünstig geschweißt - sogar richtig verwölben und verwerfen. Da gibts im Netz auch tolle Bilder zu, wie es nicht aussehen sollte.

 

[Chris Lange]

du ich hab den Fehler gemacht und mich in den Tabellen vertan, Habe die Eigenschaften vom 4301 bei 20 Grad mit dem warmfesten Stahleigenschaften bei 500 grad verglichen. Jetzt hat es mir keine Ruhe gelassen, da soweit mir bekannt die landläufige Meinung der warmfesten Austenit Stähle ganz klar auch auf den Verzug unterschiede festhalten.

Wie eben herausgelesen ändert sich das Verhalten der Stähle bei der Temperatur. Bei 20 Grad haben sie alle 15W/mK. Bei 500 Grad dagegen differieren sie und bei dieser Temperatur ist der warmfeste Stahl ein besserer Wärmeleiter.

Quelle:
http://www.ll-adelsdorf.com/pdfdoku/Edelstahl/1.4301.pdf
http://www.stahl-markt.de/download/datenblatt 4742.pdf.pdf
http://www.thyssenkrupp.ch/documents/rsh_bl_4301.pdf


Jetzt schweißt kein Mensch der Welt einen Edelstahl mit 500 Grad sondern wohl eher mit über dem dreifachen der Temperatur und dann wird vermutlich die Schere der Wärmeleitfähigkeit Austenitischer Stähle größer. Leider sind diese Temperaturen in meinen gefundenen Quellen nicht mehr verzeichnet.

Daher könnten die landläufig bekannten besseren Verzugseigenschaften der Warmfesten Stähle kommen.

Nichts desto trotz hast du Recht und ich etwas dazu gelernt, mit warmfesten Stahl umschreibt man wohl lediglich die mechanische Festigkeit und nicht den Wärmeleitkoeffizient.

 

[Wolle1961]

... und ich bin immer noch doof!

 

[X.Rudd]

finde eure fachdiskussion sehr interessant aber mal kurz von einem schweißer noob gefragt.

Würde es etwas bringen den kompletten smoker zu erhitzen bevor man etwas schweißt?
Oder reicht es vielleicht schon bei 30° in der Sonne zu schweißen um weniger verzug zu bekommen?

Oder ist das alles überflüssig und hat schlicht zu wenig Einfluss

 

[Chris Lange]

Edelstahl hat einen Schmelzpunkt von ca 1500 Grad ( je nach Legierung). Dein Schweißgerät hat so um die 2000-2500 Grad.

Damit würdest du, wenn du anstatt bei Gefrierpunkttemperatur in der 30 Grad warmen Sonne schweißt, die Gefahr des Verzuges um 1,25% vermindern.

Praktikabler ist da, ein großer Hammer oder eine hydraulische Presse etc.

Ich probiere meistens vorher ein wenig und wenn ich ungefähr weiß wie stark der Verzug sein wird, bedenke ich dies vorm schweißen und lass z.b den zu schweißenden Winkel entsprechend weiter offen stehen.

 

[kaikosma]

Praktikabler ist da, ein großer Hammer oder eine hydraulische Presse etc.

Ich probiere meistens vorher ein wenig und wenn ich ungefähr weiß wie stark der Verzug sein wird, bedenke ich dies vorm schweißen und lass z.b den zu schweißenden Winkel entsprechend weiter offen stehen.

genau so wirds meist auch gehandhabt.

Aber Richten ist eh so eine Wissenschaft für sich - das lässt sich meist auch nicht wirklich berechnen oder dergl. Ich seh da meist in den großen Werkshallen teilweise Uralte Mitarbeiter, die eigendlich schon seit paar Jahren in Rente sein sollten, die als Richtmeister dort immernoch ihren Dienst tun.
Die Richten dann auch fast "frei Schnauze" da sie ihr Leben lang nichts anderes gemacht haben und jeden "Frischling" in dem Gebiet sofort so weit ins Abseits stellen. Schon Krass, wie diese Leute völlig krumme Sachen wieder gerade bekommen. Hochachtung an der Stelle.

Zum Verzug und Schweißfolge nen einfaches Beispiel für die, die da nicht so bewandert sind:

2 je 10mm Stahlplatten sollen stumpf verschweißt werden und ein gerades Blech ergeben.

Die erste Schweißnaht auf der Oberseite sorgt nach Fertigstellung dafür, dass die beiden Enden der Platten (sagen wir die Platten sind ca. 200mm lang) nach oben wandern durch den Verzug. Nehmen wir mal an, dass die beiden Bleche mit einem Schweißvorgang nicht vollständig durchgeschweißt wurden (also die Schweißnaht nicht auch die unteren Kanten mit erfasst hat)
Das will man aber nicht haben.
Also wird das Blech umgedreht und der verbliebene Spalt nun verschweißt.
Im Idealfall sorgt dann die 2. Schweißnaht auf der ursprünglichen Unterseite dann dafür, dass sich das verzogene Blech wieder gerade richtet, da nun gleichmäßig am Stoß Wärme eingebracht wurde bzw. die selbe Zugspannung auf der Gegenseite herrscht, wie auf der Seite der ersten Schweißnaht.

Wie gesagt - Richten ist ne Wissenschaft für sich.

Wenn man da ran geht und logisch überlegt, dass die Stelle, an der ich konzentriert Wärme einbringe, sich während des Abkühlens zusammen zieht, kann man recht einfach zumindest die Stellen festlegen, an denen Gerichtet werden soll (bei dickeren Material spielt da auch die Seite der Erwärmung eine Rolle).
Wie dann aber die Wärmeeinbringung aussieht ist eine andere Sache. Ob über Wärmekeile, -punkte, -striche .... hängt dann von der Form, Stärke und des Verzugs selber ab. Ist also nicht ganz einfach. Siehe Richtmeister von vorn^^

und nochmal zum Thema der Hochlegierten Stahlsorten:
Der Verzug bei den Teilen wird sich auch bereits aufgrund der Tatsache reduzieren, dass solche Sonderwerkstoffe aufgrund der inneren Struktur des Materials und auch der Schweißnaht nachher (Aufschmelzgrade, Zulegierung ...) meist vorgewärmt werden. Teils sogar bis 400-500°C. Das sind dann aber wirklich Sonderwerkstoffe, die auch nur recht wenige Fachbetriebe verarbeiten können und dabei die besonderen Eigenschaften erhalten bleiben.
Dabei muss man aber auch aufpassen, dass nicht sogar durch das Vorwärmen die innerkristalline Struktur bereits verändert wird ... also echt bescheiden schweißbar.

Aber für unsere Smoker und dergl. is das alles zu vernachlässigen, denn niemand wird sich nen Smoker bauen, bei dem die reinen Materialkosten schon bei 5-10 Tausend Ocken liegen.

 

[Grill_Teufel]

Hammer Teil, schon mal darüber nachgedacht deine Baupläne und Schnittpläne zu vermarkten um deine Kosten zum Teil wieder reinzuholen?