Stahlguss - Konstruieren und Gießen - Bundesverband der ...

darauf verzichtet, näher auf die werkstoffbedingte
Schweißeignung beispielsweise
durch Definition des Kohlenstoffäquivalentes
einzugehen. Sie wird im
Wesentlichen durch die Eigenschaftsänderungen
in der Wärmeeinflußzone
(WEZ) bestimmt, die ihrerseits bei gegebener
chemischer Zusammensetzung
durch die Wanddicke sowie die Schweißparameter,
zum Beispiel Vorwärm- und
Zwischenlagentemperatur, und/oder Wärmeeinbringung
bedeutend beeinflussen
kann. Die Erfahrungen aus dem Bereich
der Walz- und Schmiedetechnik können
dabei als wesentliche Richtlinien übernommen
werden. Den im Allgemeinen
größeren Wanddicken ist durch eine entsprechende
Temperaturführung vor oder
nach dem Schweißen Rechnung zu tragen.
Dabei sind die bei Stahlguss im Vergleich
zu äquivalenten Knetwerkstoffen oft etwas
höheren Kohlenstoff- und Legierungsinhalte
zu berücksichtigen.
6.3 Schweißvorbereitung
Die zum Schweißen vorbereiteten Bereiche
sind grundsätzlich durch eine Sichtprüfung
zu beurteilen. Wenn möglich, zusätzlich
mittels der Farbeindring- oder Magnetpulverprüfung.
Die Kriterien für die Beurteilung der
Schweißbereiche sollten mindestens denjenigen
des Gussstückes beziehungsweise
der Gussstückzone entsprechen. Im Allgemeinen
sollten jedoch verschärfte Kriterien
angelegt werden. Lineare Anzeigen, die auf
Risse schließen lassen, sind grundsätzlich
zu beseitigen.
Zu beachten ist, dass die zum Schweißen
vorbereitete Mulde oder Schweißflanke
vor dem Schweißen frei von Schmutz, Öl
oder Prüfmittelresten ist.
konstruieren + giessen 29 (2004) Nr. 1
6.4 Vorgaben und Regelwerke
für das Schweißen
an Stahlguss
Die Schweißzusatzwerkstoffhersteller informieren
auf den Schweißzusatzwerkstoffverpackungen,
zum Beispiel bei E-
Hand-Elektroden, umfangreich über Stromstärke,
Stromart oder Vorwärmtemperaturen.
Zusätzlich können viele wichtige
Informationen aus den Herstellerkatalogen
entnommen werden. Da die meisten
Stahlgusssorten in Regelwerken enthalten
sind, zum Beispiel in DIN 17182 oder
DIN EN 10283 oder SEW 410 usw., erhält
der Anwender auch hier die notwendigen
Informationen, die für eine fachgerechte
Schweißung notwendig sind (Tabelle 5).
6.5 Stahlgusstypische
Schweißverfahren
In den letzten Jahren erfolgte ein Umbruch
bei den Schweißverfahren. Durch die Erzeugung
von Fülldrähten für das Metallschutzgasschweißen
(MSG) konnte die
Angebotspalette an den verschiedensten
Schweißzusatzwerkstoffen deutlich erhöht
werden. Zur Herstellung dieser
Drähte können kostengünstige Standardgrundwerkstoffe
eingesetzt werden.
Durch Einbringen der verschiedensten
Legierungselemente in Pulverform entsteht
ein Draht mit genau definierter
Zusammensetzung. Hierdurch wurde der
Anteil an Schweißelektroden für das E-
Hand-Schweißen deutlich reduziert. Stark
auf den Markt drängen die Hersteller von
Elektronenstrahl- oder Laserschweißmaschinen.
Mit den steigenden Anforderungen an
die Technik wachsen auch die Anforderungen
an den Schweißer und den
Bild 32: Einsatz eines Industrieroboters für das Schweißen einer Peltonturbinen-Laufrades
aus GX5CrNi13-4 nach dem MSG-Verfahren
Mechanisierungsgrad, deutlich zu sehen
bei der Herstellung von Serienteilen wie
zum Beispiel im Automobilbau (Bild 32).
Inzwischen wird auch hier das Laserschweißen
eingesetzt und perfektioniert.
Auch Kombiverfahren, wie das Laserhybridschweißen,
werden genutzt. Mit diesem
Verfahren lassen sich die Vorteile vom
Lichtbogen- und Laserschweißen verbinden.
Das Prinzip ist einfach: Beim Laserhybridsystem
trifft die mit Lichtgeschwindigkeit
transportierte Energie des Laserstrahls
mit dem Plasma des Lichtbogens
zusammen. Sie wirken gleichzeitig in dieselbe
Schweißzone und verstärken ihre
Wirkung. Die Ergebnisse der Kombination
gegenüber den Einzelverfahren sprechen
für sich:
• größere Spaltüberbrückbarkeit bei
gleichzeitig deutlich höherer Fügegeschwindigkeit,
• tieferer Einbrand und schmale Naht bei
geringerer Wärmeeinbringung,
• höhere Zähigkeit der Naht, Festigkeit
der Verbindung und Gefügebeeinflussbarkeit
über den Zusatzwerkstoff,
• größere Prozessstabilität und Anlagenverfügbarkeit,
• geringerer Aufwand für die Nahtvorbereitung
und Nacharbeit,
• kürzere Fertigungszeiten und -kosten,
sowie größere Produktivität,
• geringere Investitionskosten, bezogen
auf die Gesamtleistung,
• bessere optische Gestaltungsmöglichkeiten.
Das Wolfram-Inertgas-Schweißverfahren
(WIG) hat ebenfalls in den letzten Jahren
an Bedeutung gewonnen, nicht zuletzt
wegen sehr guter Zähigkeitswerte im
Bild 33: Zentrifugaltrommel aus zwei Schleudergusszylindern
nach dem UP-Verfahren
verschweißt; Werkstoff: GX5CrNiMoCuN26-6-3;
Abmessungen Dmr. 1540 x 1750 mm
17