Konstruktionen aus Profilstahl finden überwiegend im Stahlbau Anwendung; daher gelten die nachstehenden Ausführungen auch in erster Linie für den Bau von Konstruktionen im Bereich des Stahlbaus.

1. Werkstoffe/Werkstoffdicken

Werden Konstruktionen aus Profilstahl hergestellt, müssen Werkstoffe verwendet werden, die zum Feuerverzinken geeignet sind. Es sollten daher nur Stähle ver-

wendet werden, die gemäß DIN EN 10 025, Abschnitt 7.5.4 als zum Feuerverzin-

ken geeignet eingestuft sind. Eine entsprechende Vereinbarung zwischen Verar-

beiter und Stahllieferant ist bereits bei der Stahlbestellung zu treffen (siehe auch Arbeitsblatt 2.2). Große Werkstoffdicken erfordern in der Regel auch eine längere Tauchdauer im Zinkbad. Das Profil mit der größten Werkstoffdicke entscheidet stets über die Tauchdauer des gesamten Bauteils. Optimal für das Feuerverzin-

ken sind daher Werkstücke aus Profilen, die eine gleiche oder nahezu gleiche Werkstoffdicke aufweisen. Große Unterschiede in der Materialdicke sollten mög-

lichst vermieden werden.

Hinsichtlich der maximalen Bauteilabmessungen und der jeweiligen Stückge-

wichte sollte eine frühzeitige Abstimmung mit dem Feuerverzinkungsunternehmen erfolgen (siehe auch Arbeitsblatt 2.3).

2. Oberflächenvorbereitung

Konstruktionen aus Profilstahl werden im allgemeinen unbehandelt in die Feuer-

verzinkerei geliefert. Die zum Feuerverzinken erforderliche Vorbereitung der Oberfläche ist Bestandteil des Prozesses. Allerdings sind normgemäß Verunreini-

gungen, die nicht durch Beizen oder Entfetter zu entfernen sind (z.B. Beschichtungen, Schweißschlacken usw.) vom Anlieferer zuvor zu entfernen (siehe auch Arbeitsblatt 2.1).

Im Rahmen der Fertigung im Stahlbaubetrieb werden Konstruktionen im allge-

meinen gestrahlt. Hierbei ist darauf zu achten, dass Rückstände des Strahlmittels von der Konstruktion (z.B. aus Ecken und Vertiefungen) vollständig entfernt werden müssen.

Bei Brennschnittkanten, insbesondere bei plasmageschnittenen Werkstückkanten, kann es im Bereich der Schnittflächen zu Veränderungen in der Werkstückober-

fläche kommen (z.B. Entkohlung). Diese Veränderungen können auch eine ver-

änderte Eisen-Zink-Reaktion zur Folge haben - mit dem Ergebnis, dass sich Zink-

überzüge ausbilden, deren Dicke unter den geforderten Normwerten liegt. In solchen Fällen kann es erforderlich werden, die Brennschnittflächen mindestens 0,1 mm abzuarbeiten, z.B. durch Schleifen.

3. Eigenspannung und Verzug

Hohe Eigenspannungen können als Folge der Erwärmung während des Ver-

zinkungsvorganges einen Verzug von Konstruktionen aus Profilstahl auslösen. Eigenspannungen können in jeder Konstruktion vorhanden sein, z.B. in Form von Walzspannungen, Schweißspannungen, Richtspannungen usw.

Diese Eigenspannungen stehen miteinander im Gleichgewicht und bewirken zunächst keine Verformung. Durch das Einbringen von Wärme wird dieses Gleichgewicht jedoch im allgemeinen gestört. Verformungen können dann die Folge sein.

Der Gefahr des Verzuges an Stahlkonstruktionen kann man durch solche konstruktiven Maßnahmen weitgehend begegnen, mit denen man auch den Verzug beim Schweißen in Grenzen hält.

Zusammengesetzte Querschnitte, die in Einzelteilen feuerverzinkt und dann mit feuerverzinkten mechanischen Verbindungsmitteln (z.B. Schrauben) zusam-

mengefügt werden, sind problemlos.

Ist eine solche Lösung nicht möglich, sind die verbindenden Schweißnähte so an-

zuordnen, dass sie in der Nähe der Schwerachse des gesamten Profils liegen. Wenn auch das nicht machbar ist, sollten sie möglichst symmetrisch in gleichem Abstand zur Schwerachse liegen und möglichst auch gleichzeitig ausgeführt werden.

Bei symmetrischen Querschnitten ist die Verzugsgefahr am geringsten. Unsym-

metrische Profilquerschnitte weisen eine größere Verzugsgefahr besonders dann auf, wenn einseitig dickere Schweißnähte in größerem Abstand zur Schwerachse angeordnet sind (Abb. I).

Abb. 1: Außermittig angeordnete Schweißnähte an Profilen, die zum Verzug der Stahlteile beim Feuerverzinken führen können

4. Überlappungen

Überlappungsflächen sind aus Gründen des Korrosionsschutzes nach Möglichkeit zu vermeiden (Abb. 2).

Abb. 2: Großflächige Überlappungen möglichst vermeiden

In die entstehenden Spalten kann Flüssigkeit aus den Vorbehandlungsbädern eindringen, die beim Tauchen in die Zinkschmelze explosionsartig verdampft. Kleinflächige Überlappungen sind ringsum dicht zu verschweißen.

Werden großflächige Überlappungen erforderlich (z.B. bei zusätzlichen Gurtlamellen) sollten Entlastungsbohrungen mindestens auf einer Seite des überlappenden Bleches angeordnet werden, um zu verhindern, dass durch Erwärmung der Luft im Spalt zwischen den Lamellen Überdruck entsteht (Abb. 3).

Abb. 3: Überlappungsflächen ggf. mit Entlastungsöffnungen versehen

Derartige Entlastungsbohrungen sollten nach dem Feuerverzinken nachgearbeitet werden, um einen langfristigen Korrosionsschutz zu gewährleisten.

5. Freischnitte und Durchflußöffnungen

Um Konstruktionen aus Profilstahl in guter Qualität feuerverzinken zu können, sind Verstärkungen, Schottbleche oder ähnliches mit Freischnitten zu versehen. Da die Stahlteile beim Tauchen in die verschiedenen Behandlungsbäder in der Feuerverzinkerei stets schräg getaucht werden, muss die Anordnung der Öffnungen so erfolgen, dass das Zink ohne Behinderung an den Ecken und Winkeln einer Konstruktion ein- und auslaufen kann. Andernfalls wird Zink mit ausgeschleppt (Abb. 4) oder Lufteinschlüsse führen zu Verzinkungsfehlern.

Abb. 4: Ausgeschlepptes Zink infolge fehlender Durchflussöffnung

Freischnitte und Durchflussöffnungen sollten möglichst paarweise angeordnet werden. Freischnitte können, wie in (Abb.5) am Beispiel der Aussteifungen für U-Profile dargestellt, ausgeführt werden. Freischnitte an Stegblechen und Lamellen sind analog auszuführen. Öffnungen zum Durchfluss der Vorbehandlungsmittel und des flüssigen Zinks sind grundsätzlich mit einem Durchmesser > 10 mm auszuführen. Im Regelfall sollten bei Stahlbau-Konstruktionen, in Abhängigkeit von ihrer Größe und der Anzahl vorhandener Öffnungen, deren Durchmesser stets > 14 mm betragen.

Abb. 5: Freischnitte in den Ecken sind zum vollständigen Ein- und Auslaufen des Zink erforderlich

6. Verbindungen

Die Verbindung von Bauteilen aus Profilstahl durch mechanische Verbindungs-

mittel, z.B. Schrauben, kann sowohl in der Werkstatt als auch auf der Baustelle erfolgen.

Montagestöße mit mechanischen Verbindungsmitteln sind wegen ihrer Demon-

tierbarkeit geschweißten Stößen vorzuziehen. Die Verbindung mit mechanischen Verbindungsmitteln hat den Vorteil, dass alle aufeinanderliegenden Flächen der in Einzelteilen feuerverzinkten Profile und Bleche vollständig geschützt sind. Dabei sind grundsätzlich feuerverzinkte Verbindungsmittel zu verwenden.

7. Ausbessern von Fehlstellen

Für Schweißarbeiten nach dem Feuerverzinken sind die Schweißbereiche sowie eine mindestens 10 mm breite Zone beiderseits der Fugenflanken von Zink zu befreien. Nach dem Schweißen ist der Korrosionsschutz in diesem Bereich auszu-

bessern.

Auch beim Transport oder bei der Montage von Konstruktionen aus Profilstahl kann es vorkommen, dass der Zinküberzug lokal beschädigt wird. Derartige Fehl-

stellen müssen ebenfalls fachgerecht nachgebessert werden. Es empfiehlt sich, alle Fehlstellen im Zinküberzug grundsätzlich in Anlehnung an DIN EN ISO 1461, Abschnitt 6.3 auszubessern. Hiernach sind für das Ausbessern von Fehlstellen folgende gleichberechtigte Verfahren vorgesehen:

Thermisches Spritzen mit Zink, Geeignete Zinkstaubbeschichtung(en), Lote auf Zinkbasis.

Die Ausbesserung muss innerhalb der praktikablen Grenzen dieser Systeme er-

folgen. Sie muss ferner die Entfernung von Verunreinigungen und die notwendige Reinigung und Oberflächenvorbereitung der Schadstelle zur Sicherstellung des Haftvermögens beinhalten.

Die Schichtdicke des ausgebesserten Bereiches muss mindestens 30 µm mehr betragen als die geforderte örtliche Dicke des Zinküberzugs an der entsprechen-

den Stelle.

Die normenmäßig vorgesehenen Ausbesserungsverfahren sind sowohl hinsichtlich des erforderlichen Aufwandes als auch bezüglich der Schutzwirkung unterschied-

lich. Das Thermische Spritzen mit Zink bzw. das Auftragen geeigneter Zinkstaub-

beschichtungen ist i.d.R. den Loten auf Zinkbasis vorzuziehen (siehe auch Ar-

beitsblatt 2.12).