⚡ Das Wichtigste
- Was passiert: Unter hohem Druck diffundieren die Metallatome an den Gewindeflanken von Edelstahl ineinander und verschweißen kalt, sodass sich die Verbindung anzieht, bis sie abschert.
- Wo es auftritt: Bolzen A2-70 oder A4-80 mit einer Mutter gleicher Güte, ohne Schmierung und mit hoher Geschwindigkeit eingedreht.
- Ursache: Die Passivschicht ist nur Nanometer dick, die Wärmeleitfähigkeit gering, und die Reibungswärme führt zu lokalem Aufschmelzen und Adhäsion.
- Die Abhilfe: langsames Eindrehen, MoS₂- oder Kupferpaste, PTFE-Beschichtung und Paarung unterschiedlicher Güten.
- Die Norm: GB/T 3098.6-2014, mechanische Eigenschaften von Verbindungselementen aus nichtrostendem Stahl.
1. Was Kaltverschweißung ist
2. Warum Edelstahl am anfälligsten ist
3. Vorbeugung
4. Vorgehen nach dem Fressen
5. Häufige Fragen
1. Was Kaltverschweißung ist
Kaltverschweißung, also Fressen, ist ein plötzliches Blockieren beim Anziehen: Das Drehmoment schießt hoch, und weitere Kraft schert entweder den Bolzen ab oder reißt das Gewinde. Beim Lösen zeigt sich, dass Innen- und Außengewinde miteinander verschweißt sind.
Es handelt sich nicht um Wasserstoffversprödung:
- Wasserstoff verursacht einen Spätbruch nach der Montage.
- Fressen tritt während der Montage auf.
- Die Bruchfläche zeigt deutlichen Materialübertrag und einen bläulichen Farbton.
2. Warum Edelstahl am anfälligsten ist
GB/T 3098.6 umfasst die austenitischen Güten A1, A2, A3, A4, A5, F1, F2 und F3. Deren Eigenschaften:
- Dünne Passivschicht: eine Cr₂O₃-Schicht von nur wenigen Nanometern Dicke, die beim Anziehen aufreißt.
- Geringe Wärmeleitfähigkeit: etwa ein Drittel der von Kohlenstoffstahl, sodass die Reibungswärme nicht abfließt.
- Schnelle Kaltverfestigung: Die gescherte Oberfläche härtet aus und haftet leichter.
- Paarung gleicher Güte: Ein A2-Bolzen mit A2-Mutter ergibt die stärkste Interdiffusion.
3. Vorbeugung
| Maßnahme | Wirkung | Hinweise |
|---|---|---|
| Langsam eindrehen | Hoch | ≤ 15 U/min zur Vermeidung von Reibungswärme |
| Gewindeschmierstoff | Hoch | MoS₂, Kupferpaste, Nickel-Anti-Seize |
| PTFE-Beschichtung | Hoch | Isoliert die Metalloberflächen |
| Paarung unterschiedlicher Güten | Mittel | A4-Bolzen mit galvanisch verzinkter Mutter aus Kohlenstoffstahl |
| Bessere Oberfläche | Mittel | Gewinde Ra ≤ 1,6 |
| Regelgewinde statt Feingewinde | Mittel | Geringere Kontaktfläche, weniger Reibung |
4. Vorgehen nach dem Fressen
- Nicht mit Gewalt lösen; der Bolzen schert ab.
- Kriechöl (Typ WD-40) aufbringen und 30 Minuten einwirken lassen.
- Die Mutter, nicht den Bolzen, mit einem Heißluftgerät erwärmen, damit die unterschiedliche Ausdehnung den Kontakt löst.
- Falls das nicht gelingt, den Bolzen ausbohren und das Gewinde neu schneiden.
5. Häufige Fragen
F. Frisst A4-80 stärker als A2-70? Ja. Höhere Festigkeit bedeutet mehr Kaltverfestigung an der Oberfläche.
F. Verhindert Schraubensicherung das Fressen? Nein. Chemischer Klebstoff erhöht die Reibung, statt sie zu senken.
F. Muss ein Edelstahlbolzen eine Edelstahlmutter erhalten? Nein. Ein A4-Bolzen mit einer Mutter aus Kohlenstoffstahl der Klasse 8 ist üblich und günstiger.
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