Grubber- & Pflugschar: Wie sagt man Verschleiß den Kampf an?

Bei Werkzeugen der Bodenbearbeitung wird stetig Material abgetragen. Die mineralischen Anteile des Bodens - und dabei am stärksten die Quarzsandkörner - dringen in die metallene Oberfläche ein, verursachen Mikrozerspanung und dadurch den schmirgelnden Verschleiß, bezeichnet als Abrasion. Hinzu kommt die Beanspruchung durch Schläge und Stöße der Steine. Zum Zeitpunkt der Werkzeugbeanspruchung hat der Boden einen kühlenden Effekt. Bei Gegenschneiden von Häckslern oder deren Trommelböden ist dies nicht der Fall.

Der Verschleiß hängt von vielen Faktoren ab. Dazu zählen vor allem die Beschaffenheit und Textur des Bodens, die Arbeitsgeschwindigkeit, die Bearbeitungstiefe und die Verdichtung des Bodens. Direkt in der Traktorspur tritt vermehrt Verschleiß auf. Für stark unterschiedliche Erfahrungen bei Landwirten sorgt zudem der Wassergehalt des Bodens. Im Bild: Neue und völlig abgenutzte Scharspitze.

Durch den Verschleiß ändern sich auch die geometrischen Verhältnisse des Arbeitswerkzeuges. Nicht nur die Arbeitstiefe und der Arbeitshorizont, auch der Schnittwinkel verändert sich, er wird mit der Abnutzung des Werkzeuges zunehmend größer. Die Einzugswirkung geht zudem allmählich verloren. Wegen der verschlissenen Schneidkanten erhöht sich der Zugkraftbedarf wesentlich.

Mit der Härte des Werkzeugmaterials nimmt auch die Verschleißfestigkeit zu. Original-Pflugverschleißteile sind aus niedrig legiertem und vergütetem Chrom- und Borstahl gefertigt. Vergüten bedeutet, dass der Stahl zuerst gehärtet und anschließend wieder kontrolliert erwärmt wird, um als Kompromiss auch dessen Zähigkeit zu steigern. Die Härte nach dieser Wärmebehandlung beläuft sich sodann zwischen 45 bis 55 HRC.

Bei Röhrchenelektroden oder Fülldrähten befinden sich extrem harte Karbide im vorhandenen Hohlraum. Diese Karbide sind extrem harte Verbindungen von Metallen wie Wolfram, Chrom, Molybdän, Vanadium und Niob mit Kohlenstoff. Der Schweißzusatz fließt beim Abschmelzen auf die Schweißstelle, die harten Karbidkörner werden in das weichere Material (Stahl) eingebettet. Man spricht von einer Matrix, ähnlich wie beim Asphalt, wo Splitt im weichen Bitumen eingebettet ist. Haben die reinen Karbidkörner eine Härte von 2.000 HV (ca. 140 HRC), kommt die Härte des Auftragswerkstoffes durch den Durchmischungseffekt auf zirka 58 bis 68 HRC. Als Schweißverfahren eignen sich das Gasschmelzschweißen (autogen), das Lichtbogenhandschweißen (Elektroschweißen), das Schutzgasschweißen (MAG) oder genauso das Wolframinertgasschweißen (WIG).

Das Plasma-Pulver-Auftragsschweißen (PTA) ist ein industrielles Verfahren. Dabei wird das Verbrauchsmaterial in Pulverform über den Schweißbrenner zugeführt. Durch den fokussierten Lichtbogen ergibt sich eine gleichmäßige Beschichtung mit kontrollierter Verdünnung des Grundmaterials. Die höchsten Standzeiten sind bei Hartmetallteilen zu erwarten. Erfahrungsberichte an Grubberscharen und Kreiseleggenzinken zeigen eine acht- bis zehnmal längere Verwendungsmöglichkeit der Bodenbearbeitungswerkzeuge. Gerade flächenstarke Betriebe schätzen die Kostenersparnis durch geringere Stillstands- und Montagezeiten und die bessere Arbeitsqualität.

Das Verschweißen von Fülldraht ist in bäuerlichen Hofwerkstätten immer häufiger anzutreffen. Bei diesem Verfahren hat der Schweißer nicht mit Problemen zu kämpfen, die Schlacken verursachen. Er beschichtet die Teile schneller und im Endeffekt auch kostengünstiger. Am Schutzgasschweißgerät MIG/MAG müssen allerdings umgerüstet werden:

• Stromkontaktrohr meist für 1,2 oder 1,6 Millimeter Draht
• auf die Drahtgröße abgestimmte Förderrollen
• die Führungsseele
• und natürlich die Drahtspule selbst.

Auf die richtige Polung beim Verschweißen von Fülldrähten ist zu achten. Beim Aufbringen von Verschleißschutz darf es lediglich zu einer geringen Aufmischung des harten Auftragsmaterials mit dem weichen Grundmaterial kommen. Dies wird bei Fülldrähten mitunter mit der negativen Polung und somit möglichst geringer Wärmeeinbringung erreicht.

Die Lehrmeinung besagt, dass an der Unterseite der Werkzeuge aufzuschweißen ist. Dafür werden drei Argumente angeführt:

• Der Zugkraftwiderstand steigt weniger stark an.
• Die Gefahr des Abbrechens der Hartauftragsschicht ist geringer.
• Es tritt ein Selbstschärfungseffekt auf.

Während bei steinigen Böden hier zuzustimmen ist, kann bei Böden mit stark schmirgelndem Verschleiß auch das Aufschweißen auf der Vorderseite Vorteile bringen.

Systematisches Vorgehen beim Schweißen reduziert den Arbeitsaufwand und steuert die Wärmeführung. Beim Schweißen ist tunlichst die waagrechte Position anzustreben. Da beim Auftragsschweißen besonders schädlicher Schweißrauch entsteht, ist auf eine gute Frischluftzufuhr zu achten. Auf eine gute Masseverbindung ist zu achten. Deshalb sollte man Heftstellen schweißen. Es werden lediglich kurze Nähte geschweißt, immer vom dünnen zum dicken Querschnitt.

Die angestellte einfache Betrachtung der Wirtschaftlichkeit stützt sich auf durchschnittliche Marktpreise namhafter Lieferanten. Alle Preise sind inklusive Mehrwertsteuer. Bei Abnahme als 15 Kilogramm Rolle kann im Durchschnitt für Kosten des Fülldrahtes von 30,50 Euro je Kilogramm ausgegangen werden.

Beispiele für Fülldrahtlieferanten ohne Anspruch auf Vollständigkeit:

• Eine Schnabelschar kostet in etwa 75 Euro, kauft man diese Schar bereits beschichtet, ist mit 60 Euro Mehrpreis zu rechnen.
• Wird im Vergleich dazu eine Pflugschnabelschar an der Unterseite aufgeschweißt, ist mit einem Verbrauch von rund 350 Gramm zu rechnen.

Somit ergeben sich Materialkosten von zirka 10,70 Euro je Schar. Hinzu kommen die Strom- und Ersatzteilkosten für das Schweißgerät. Eine Arbeitszeit von 25 Minuten je Schar ist als realistisch anzusetzen.