Stahlblech für Stahlprofile -
Anforderungen an das Vormaterial

Bei der Herstellung kaltgeformter Profile und geschweißter Hohlprofile macht das Vormaterial 50 bis 75 Prozent der Kosten des Fertigerzeugnisses aus. Damit bestimmen die Bandparameter die Wirtschaftlichkeit der Produktion stärker als die Leistung der Anlage selbst. Zugleich treten gerade beim Rollprofilieren Materialeigenschaften am deutlichsten zutage, die in anderen Prozessen unbemerkt bleiben: Säbelförmigkeit, Coilkrümmung und Schwankungen der Streckgrenze zwischen Chargen.

Ein Profil, das verdreht oder gebogen aus der Anlage kommt, ist selten die Folge falscher Einstellungen. Weit häufiger liegt die Ursache in einem Material, das gar nicht erst in diese Anlage hätte gelangen dürfen.

Normen für das Fertigerzeugnis

Die Anforderungen an Profile sind in zwei getrennten Normen festgelegt, je nachdem, ob der Querschnitt offen oder geschlossen ist.

EN 10219 erfasst Wanddicken bis 40 mm und nennt die zulässigen Stahlsorten: unlegierte Stähle S235JRH, S275J0H, S275J2H, S355J0H, S355J2H und S355K2H sowie Feinkornstähle in normalisierter und thermomechanisch gewalzter Ausführung. Der Buchstabe H in der Sortenbezeichnung kennzeichnet die Bestimmung für Hohlprofile.

Als Vormaterial eingesetzte Bandsorten

Die Wahl des Vormaterials ergibt sich aus dem Verwendungszweck des Profils und gliedert sich in drei Gruppen.

Warmgewalztes Baustahlband nach EN 10025-2, in den Sorten S235JR und S355J2, eingesetzt für tragende Profile mit dickeren Wänden. Die Streckgrenze beträgt 235 bzw. 355 MPa für Dicken bis 16 mm.

Warmgewalztes Band zum Kaltumformen nach EN 10111, in den Sorten DD11 bis DD14, bestimmt für Querschnitte, die eine höhere Umformbarkeit erfordern.

Band mit hoher Streckgrenze nach EN 10149-2, in Sorten der MC-Reihe. Für S355MC beträgt die Mindeststreckgrenze 355 MPa, die Zugfestigkeit 430-550 MPa und die Bruchdehnung A80 mindestens 19 Prozent längs zur Walzrichtung. Diese Gruppe ermöglicht eine geringere Wanddicke bei gleicher Tragfähigkeit, was sich im Gewicht des Erzeugnisses niederschlägt.

Schmelztauchveredeltes Band nach EN 10346, in den Sorten DX51D bis DX57D sowie den Baustählen S220GD bis S550GD. DX51D weist eine Zugfestigkeit von 270-500 MPa und eine Bruchdehnung A80 von mindestens 22 Prozent auf, bei einem Dickenbereich von 0,45 bis 3,00 mm. Die Baustahlsorten bieten Streckgrenzen von 220 bis 550 MPa, bei entsprechend abnehmender Dehnung: mindestens 20 Prozent für S220GD und 16 Prozent für S350GD.

Kaltgewalztes Band nach EN 10130, in den Sorten DC01-DC06, in Dicken von 0,3 bis 3,0 mm, eingesetzt dort, wo Oberflächenqualität und Maßgenauigkeit des Profils zählen.

Was das Verhalten des Materials in der Anlage bestimmt

Das Rollprofilieren unterscheidet sich vom Biegen auf der Abkantpresse dadurch, dass das Material schrittweise, in aufeinanderfolgenden Gerüsten, über die gesamte Bandlänge umgeformt wird. Jede Formabweichung des Bandes wird entlang des gesamten Profils wiedergegeben.

Die Fachliteratur nennt vier wesentliche Formfehler des Vormaterials: Mittenwelligkeit, Coilkrümmung, Querbogen und Säbelförmigkeit. Die Planheit des Bandes wird ausdrücklich als kritischer Parameter für eine korrekte Profilform bezeichnet.

Hinzu kommt die Gleichmäßigkeit der Eigenschaften. Schwankungen von Dicke und Streckgrenze innerhalb einer Charge führen zu ungleichmäßigem Biegen über die Bandbreite und in der Folge zu Verdrehung, Krümmung und unvorhersehbarer Rückfederung. Dieses Problem lässt sich durch Einstellungen nur schwer korrigieren, da eine Korrektur für einen Bandabschnitt das Ergebnis für den nächsten verschlechtert.

Die praktische Konsequenz: Beim Profilieren ist Reproduzierbarkeit wichtiger als eine enge Toleranz an sich. Material mit stabilen Parametern von Coil zu Coil erlaubt ein Arbeiten ohne Umrüstungen, Material mit stark streuenden Parametern erzwingt Korrekturen bei jedem Coilwechsel.

Umformbarkeit und Biegeradien

Das Rollprofilieren erlaubt bei gleichem Material kleinere Biegeradien als das Biegen auf der Presse, da sich die Umformung auf viele Stiche verteilt. Bei hochfesten Werkstoffen kann der Unterschied das Dreifache betragen. Für die höchstfesten Sorten gilt als allgemeine Regel ein Mindestradius in der Größenordnung des Drei- bis Vierfachen der Materialdicke, wobei die Werte für konkrete Sorten in den Werkstoffdatenblättern der Hersteller angegeben sind.

Die Wahl zwischen einer Sorte mit höherer Streckgrenze und einer besser umformbaren Sorte entscheidet sich daher an der Geometrie des Querschnitts. Ein Profil mit sanften Abkantungen lässt festeres und dünneres Material zu. Ein Profil mit scharfen Ecken und zahlreichen Sicken erfordert Material mit höherer Dehnung, selbst um den Preis einer größeren Wanddicke.

Längsnahtschweißen von Hohlprofilen

Bei der Herstellung von Rohren und Hohlprofilen durch Hochfrequenz-Induktionsschweißen ist die Positionierung der Bandkanten vor der Schweißzone entscheidend. Eine nicht parallele Kantenzuführung zählt zu den am häufigsten genannten verfahrenstechnischen Problemen, und ihre Bedeutung wächst mit abnehmender Wanddicke und dem Übergang zu höherfesten Sorten. Optische Prüfsysteme messen die Kantenausrichtung mit einer Genauigkeit im Bereich von Hundertstelmillimetern.

Aus Sicht der Beschaffung bedeutet dies, dass bei Vormaterial für Hohlprofile nicht nur die Breitentoleranz des Bandes zählt, sondern auch die Kantenqualität nach dem Längsteilen: gratfrei, gleichmäßig und ohne Kantenwelligkeit.

Verzinktes Vormaterial oder Verzinken nach der Fertigung

Der Korrosionsschutz eines Profils lässt sich auf zwei Wegen erreichen, und die Wahl hat technologische wie kostenseitige Folgen.

Die Reichweite des kathodischen Schutzes an der Schnittkante hängt von der Materialdicke ab und ist vor allem bei dünnen Blechen wirksam. Bei dickeren Wänden sowie bei nach der Fertigung geschweißten Profilen ist das Stückverzinken im Vorteil, da es Schweißnähte und Bohrungen erfasst.

Verzinktes Vormaterial hat einen wesentlichen betrieblichen Vorteil: Es entfällt ein externer Schritt in der Produktionskette und damit die Transportzeit sowie die Wartezeit auf die Verzinkerei. In der Serienfertigung kann dies ein ebenso wichtiges Argument sein wie die Beständigkeit des Überzugs selbst.

Abnehmersegmente und ihre Anforderungen

Kaltgeformte und geschweißte Hohlprofile gehen in mehrere Segmente mit deutlich unterschiedlichen Prioritäten. Bei Regalsystemen zählen Maßhaltigkeit und Tragfähigkeit bei minimalem Gewicht. In landwirtschaftlichen Konstruktionen und Montagesystemen für Photovoltaikanlagen dominieren Korrosionsbeständigkeit und Kostenstabilität. Im Anhänger- und Fahrzeugaufbau ist die Kombination aus Festigkeit und Umformbarkeit entscheidend, da die Querschnitte oft komplex sind. Bei Leichtbau- und Ausbaukonstruktionen steht die Oberflächenqualität im Vordergrund.

Diese Vielfalt führt dazu, dass ein Profilhersteller in der Regel mehrere Vormaterialsorten gleichzeitig verarbeitet und die richtige Zuordnung von Material zu Erzeugnis sich unmittelbar auf die Marge auswirkt.

Was bei der Bestellung festgelegt werden sollte

Die Materialspezifikation für Profile sollte die Sorte samt Norm, die Dicke, die Bandbreite mit festgelegter Toleranz, Anforderungen an Planheit und Säbelförmigkeit, den Oberflächenzustand und die Überzugsart samt Auflage, den Coil-Innendurchmesser sowie das zulässige Coilgewicht entsprechend der Kapazität der Abhaspel umfassen. Festgelegt werden sollte außerdem, ob verschweißte Coils zulässig sind und welche Kantenqualität nach dem Längsteilen gefordert ist.

In der laufenden Produktion hat die Reproduzierbarkeit dieser Parameter von Lieferung zu Lieferung den größten Wert. Normgerechtes Material, das jedoch jedes Mal aus einer anderen Quelle mit anderer Streuung der Eigenschaften stammt, verursacht Kosten in Form von Umrüstungen und Ausschuss, die im Tonnenpreis nicht erscheinen, wohl aber im Betriebsergebnis. Bei wiederkehrendem Bedarf empfiehlt es sich daher, die Parameter einmal festzulegen und in den Folgebestellungen beizubehalten.

Verfügbare Stahlsorten, Überzugsarten sowie Formate von Coils, Spaltband und Tafeln zeigt das Stahlblech-Angebot von HEN-STOL, mit eigenen Seiten zu verzinktem Stahlblech, kaltgewalztem Stahlblech und warmgewalztem Stahlblech.

Erfahren Sie, wie wir helfen können

HEN-STOL liefert Spaltband in warmgewalzten, kaltgewalzten und beschichteten Sorten, mit einer auf das Erzeugnis abgestimmten Breite, um den Verschnitt beim Profilieren zu begrenzen. Senden Sie uns die Spezifikation und eine Beschreibung des Profils, wir prüfen die Verfügbarkeit und schlagen die günstigste Variante vor.

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Häufig gestellte Fragen

Quellen

1. EN 10162, Kaltprofile aus Stahl - Technische Lieferbedingungen - Grenzabmaße und Formtoleranzen
2. EN 10219-1 und EN 10219-2, Kaltgefertigte geschweißte Hohlprofile für den Stahlbau aus unlegierten Baustählen und aus Feinkornbaustählen
3. EN 1993-1-3, Bemessung und Konstruktion von Stahlbauten - kaltgeformte Bauteile und Bleche
4. EN 10111, EN 10130, EN 10149-2 und EN 10346, technische Lieferbedingungen für Flacherzeugnisse
5. EN ISO 1461, Durch Feuerverzinken auf Stahl aufgebrachte Zinküberzüge (Stückverzinken)
6. SSAB, Produktdatenblätter für beschichtete Erzeugnisse nach EN 10346
7. AHSS Insights, Roll Forming