Baustahl - Schmied
Baustahl - Schmied
Baustahl - Schmied
Einleitung
Baustahl ist für viele einfache Schmiedearbeiten geeignet. In der Ausbildung lernst Du, die Stahlsorte zu lesen, das Material richtig zu erwärmen und sicher zu formen. Wichtig: Baustahl ist kein Werkzeugstahl.
Lernziele
Du kannst nach diesem Kurs:
- Stahlbezeichnung: S235JR einfach erklären.
- Warmumformen: eine passende Schmiedetemperatur erkennen.
- Schmiedeverfahren: Strecken, Stauchen, Biegen, Lochen und Tordieren unterscheiden.
- Arbeitssicherheit: wichtige Gefahren beim Schmieden nennen.
- Qualitätsprüfung: Risse, Falten, Zunder und Überhitzung erkennen.
Was ist Baustahl?
Baustahl wird für tragende Teile, Rahmen, Geländer, Halter und viele Schweißkonstruktionen genutzt. Häufige Sorten sind S235JR und S355JR. Sie sind meist gut schweißbar und warm umformbar.
Baustahl wird als Rundstahl, Vierkantstahl, Flachstahl, Blech, Rohr oder Profil geliefert.
S235JR lesen
| Zeichen | Bedeutung |
|---|---|
| S | Stahl für den Stahlbau, englisch Structural Steel |
| 235 | Mindeststreckgrenze von 235 MPa bei kleinen Nenndicken |
| JR | Kerbschlagarbeit von 27 Joule bei 20 °C |
Im Betrieb hörst Du manchmal noch die alte Bezeichnung St 37. Für Bestellung, Zeichnung und Prüfung nutzt Du die aktuelle Bezeichnung.
Gefüge und Kohlenstoff
Baustahl wie S235JR hat meist wenig Kohlenstoff. Deshalb lässt er sich gut biegen, schweißen und schmieden. Er wird aber nicht so hart wie ein geeigneter Werkzeugstahl.
Das Bild zeigt ein ferritisch-perlitisches Stahlgefüge. Helle Bereiche sind Ferrit, dunkle Bereiche Perlit.
Baustahl in der Schmiede
Baustahl eignet sich gut für Übungsstücke und einfache Bauteile:
- Haken: Strecken, Biegen und Einrollen.
- Zierstäbe: Tordieren und Absetzen.
- Halter und Winkel: Biegen und Lochen.
- Beschläge: Flachschmieden und Anpassen.
Für Schneiden, Federn oder stark verschleißende Werkzeuge brauchst Du meist eine andere Stahlsorte.
Material auswählen
Nutze gekennzeichnetes Material. Unbekannter Schrott kann gehärtet, verzinkt, beschichtet oder verunreinigt sein. Verzinktes Material darf nicht ins Schmiedefeuer, weil gefährliche Zinkdämpfe entstehen können.
Vor der Arbeit prüfst Du:
- Werkstoffkennzeichnung: Stahlsorte und Abmessung.
- Oberflächenprüfung: Rostnarben, Risse und Beschichtungen.
- Arbeitsauftrag: Form, Maß und Toleranz.
- Materialzeugnis: wenn der Auftrag einen Nachweis fordert.
Erwärmen
Für S235JR gilt als grober Richtwert ein Warmumformbereich von etwa 850 bis 1200 °C. Der genaue Bereich hängt von Werkstoff, Querschnitt und Arbeitsplan ab.
| Glühfarbe | Bedeutung |
|---|---|
| Gelb bis hellorange | gut formbar, Schmieden beginnen |
| Orange bis hellrot | weiter schmieden, kleinere Schläge |
| Dunkelrot | zurück ins Feuer |
| Funken oder brennende Oberfläche | zu heiß, Werkstoff kann verbrannt sein |
Glühfarben wirken bei hellem Tageslicht dunkler. Nutze deshalb zusätzlich Erfahrung, Temperaturmessung und betriebliche Vorgaben.
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Grundoperationen
| Operation | Wirkung |
|---|---|
| Strecken | Werkstück wird länger und dünner |
| Stauchen | Werkstück wird kürzer und dicker |
| Biegen | Richtung oder Winkel wird geändert |
| Lochen | Öffnung wird mit Lochdorn hergestellt |
| Absetzen | Querschnitt ändert sich an einer klaren Stelle |
| Tordieren | Werkstück wird um seine Längsachse verdreht |
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Arbeitsfolge
- Arbeitsvorbereitung: Zeichnung lesen, Material bestimmen, Werkzeuge prüfen.
- Anwärmen: Werkstück gleichmäßig erwärmen.
- Schmieden: mit passenden Schlägen formen.
- Zwischenprüfung: Maß, Winkel und Oberfläche prüfen.
- Nachwärmen: rechtzeitig zurück ins Feuer.
- Richten: Form auf Richtplatte oder Amboss korrigieren.
- Abkühlen: nach Arbeitsplan und Werkstoffvorgabe.
- Endkontrolle: Maße, Risse, Falten und Oberfläche prüfen.
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Zunder und Fehler
Beim Erwärmen reagiert die Stahloberfläche mit Sauerstoff. Es entsteht Zunder. Zunder muss regelmäßig entfernt werden, damit er nicht eingeschlagen wird.
| Fehler | Ursache | Maßnahme |
|---|---|---|
| Riss | zu kalt geschmiedet oder Kerbe im Material | nachwärmen, Übergänge abrunden |
| Falte | Material wurde ungünstig zusammengeschoben | Arbeitsfolge ändern, Falte nicht überschmieden |
| Verbrannter Stahl | zu hohe Temperatur oder zu lange Feuerzeit | Werkstück aussortieren |
| Schiefe Form | ungleichmäßige Schläge oder falsche Auflage | richten und Maße öfter prüfen |
| Eingeschlagener Zunder | Oberfläche nicht gereinigt | abbürsten und Amboss sauber halten |
Arbeitssicherheit
Beim Schmieden entstehen Hitze, Funken, Lärm, Rauch und scharfe Zunderteilchen.
- Persönliche Schutzausrüstung: Schutzbrille, Gehörschutz, Sicherheitsschuhe und geeignete Arbeitskleidung tragen.
- Schmiedezange: Werkstück sicher und passend greifen.
- Heißes Metall: Heißteile eindeutig ablegen und kennzeichnen.
- Schmiedefeuer: Lüftung, Brandschutz und Betriebsanweisung beachten.
- Hammer: Stiel, Kopf und Bahn vor Arbeitsbeginn prüfen.
- Arbeitsplatz: Stolperstellen entfernen und Fluchtwege frei halten.
Ein dunkles Werkstück kann noch sehr heiß sein. Berühre Metall nie ohne sichere Prüfung.
Merksätze
- Baustahl ist gut formbar, aber kein Schneidstahl.
- Gelb bis hellorange lässt sich Baustahl gut schmieden.
- Dunkelrot bedeutet: nachwärmen.
- Funken im Feuer können auf Überhitzung hinweisen.
- Unbekannter oder verzinkter Schrott gehört nicht ungeprüft ins Feuer.
- Maßkontrolle gehört zu jedem Schmiedegang.
Interaktive Aufgaben
Quiz: Teste Dein Wissen
Wofür steht das S in S235JR? (Stahl für den Stahlbau) (!Schneidstahl) (!Schnellarbeitsstahl) (!Sinterstahl)
Was beschreibt die Zahl 235 in S235JR? (Eine Mindeststreckgrenze) (!Die Schmelztemperatur) (!Den Kohlenstoffgehalt) (!Die Werkstücklänge)
Was bedeutet JR bei S235JR? (27 Joule Kerbschlagarbeit bei 20 Grad Celsius) (!Eine Härte von 27 HRC) (!Eine Dichte von 27 Gramm) (!Eine Schmiededauer von 27 Minuten)
Welche Glühfarbe ist für den Beginn des Schmiedens günstig? (Gelb bis hellorange) (!Schwarz) (!Dunkelblau) (!Silbergrau)
Was musst Du bei Dunkelrot tun? (Das Werkstück nachwärmen) (!Das Werkstück lackieren) (!Mit Wasser abschrecken) (!Die Zange lösen)
Welche Operation macht ein Werkstück länger und dünner? (Strecken) (!Stauchen) (!Lochen) (!Tordieren)
Welche Operation macht ein Werkstück kürzer und dicker? (Stauchen) (!Strecken) (!Biegen) (!Richten)
Warum wird Zunder entfernt? (Damit er nicht in die Oberfläche eingeschlagen wird) (!Damit der Stahl magnetisch wird) (!Damit das Werkstück schmilzt) (!Damit der Hammer weicher wird)
Warum ist unbekannter Schrott problematisch? (Seine Zusammensetzung und Beschichtung sind unklar) (!Er ist immer zu weich) (!Er ist immer rostfrei) (!Er ist immer aus Aluminium)
Wofür ist S235JR meist nicht die richtige Wahl? (Für eine dauerhaft scharfe Schneide) (!Für einen einfachen Haken) (!Für einen Halter) (!Für einen Zierstab)
Memory
| S235JR | gut umformbarer Baustahl |
| Strecken | länger und dünner |
| Stauchen | kürzer und dicker |
| Zunder | Oxidschicht beim Erwärmen |
| Schmiedezange | sicherer Griff am Heißteil |
| Dunkelrot | nachwärmen |
Drag and Drop
| Ordne die richtigen Begriffe zu. | Bedeutung |
|---|---|
| Strecken | länger und dünner |
| Stauchen | kürzer und dicker |
| Biegen | Winkel oder Richtung ändern |
| Lochen | Öffnung mit Dorn herstellen |
| Tordieren | um die Längsachse verdrehen |
...
Kreuzworträtsel
| Baustahl | Welcher Stahl wird oft für Rahmen, Halter und Geländer verwendet? |
| Streckgrenze | Welche Werkstoffkennzahl wird durch 235 bezeichnet? |
| Zunder | Wie heißt die Oxidschicht auf heißem Stahl? |
| Amboss | Auf welchem Werkzeug wird häufig geschmiedet? |
| Schmiedezange | Welches Werkzeug hält das heiße Werkstück? |
| Gelbglut | Welche Glühfarbe zeigt einen gut formbaren Zustand? |
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Lückentext
Offene Aufgaben
Leicht
- Werkstoffschild: Fotografiere ein gekennzeichnetes Stahlstück und erkläre S, Zahl und Zusatz.
- Glühfarbenkarte: Erstelle eine Karte mit Gelb, Orange, Hellrot und Dunkelrot.
- Werkzeugprüfung: Prüfe Hammer, Zange und Amboss mit einer Checkliste.
- Fehlerbild: Zeichne Riss, Falte und eingeschlagenen Zunder.
Standard
- Haken schmieden: Plane und fertige einen einfachen Haken aus gekennzeichnetem Baustahl.
- Maßkontrolle: Miss Dein Werkstück nach jedem Schmiedegang und dokumentiere die Werte.
- Materialvergleich: Vergleiche S235JR mit einem Werkzeugstahl in einer Tabelle.
- Arbeitsvideo: Filme eine sichere Arbeitsfolge und kommentiere die einzelnen Schritte.
Schwer
- Schmiedeplan: Erstelle einen Arbeitsplan für einen Halter mit Biegung und Lochung.
- Fehleranalyse: Untersuche ein fehlerhaftes Schmiedestück und leite Gegenmaßnahmen ab.
- Betriebsinterview: Befrage eine Fachkraft zur Auswahl von Baustahl in der Schmiede.
- Qualitätsnachweis: Erstelle ein Prüfblatt mit Sollmaß, Istmaß, Toleranz und Sichtprüfung.
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|
Lernkontrolle
- Werkstoffauswahl: Begründe, warum S235JR für einen Wandhaken geeignet, für eine Schneide aber ungeeignet ist.
- Temperaturentscheidung: Beschreibe Dein Vorgehen, wenn ein Werkstück beim Schmieden dunkelrot wird.
- Fehlerursache: Erkläre, wie eine Falte entsteht und wie Du sie vermeidest.
- Arbeitsplanung: Ordne Erwärmen, Schmieden, Prüfen, Nachwärmen und Richten sinnvoll.
- Sicherheitsanalyse: Bewerte die Gefahr eines unbekannten verzinkten Stahlstücks im Feuer.
- Qualitätsprüfung: Entwickle drei Prüfschritte für einen geschmiedeten Halter.
Lernnachweis
Für Deinen Lernnachweis sind wichtig:
- Du erklärst die Bezeichnung S235JR fachlich richtig.
- Du wählst gekennzeichneten Baustahl passend zur Aufgabe.
- Du erkennst einen brauchbaren Warmumformbereich.
- Du führst mindestens drei Grundoperationen sicher aus.
- Du kontrollierst Maße und Oberfläche.
- Du beachtest Arbeitsschutz und Betriebsanweisung.
- Du dokumentierst Arbeitsfolge, Fehler und Verbesserungen.
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