Schweisszusätze für den Stahlbau - Böhler Welding

Schweißtechnische Richtlinien
Schweißtechnische Richtlinien für
unlegierte Konstruktionswerkstoffe
Eine Festigkeitssteigerung bei unlegierten Stählen erfolgt in
erster Linie über die Erhöhung des Kohlenstoffgehaltes. Ab
etwa 0,2 % C-Gehalt wird die Grenze einer guten Schweißeignung
erreicht. Zur groben Abschätzung der Schweißeignung
kann das Kohlenstoffäquivalent herangezogen werden.
Aus dem, aus der chemischen Zusammensetzung des Stahles
ermittelten K-Wert, kann eine eventuell notwendige Vorwärmung
ermittelt werden.
K-Wert Empfohlene Vorwärmung °C
Bis 0,45 < 100
0,45 … 0,60 100 … 250
Über 0,60 250 … 350 (ggf. noch höher)
Für eine Aufhärtung sind die folgenden
wichtigen Einflussgrößen nicht
berücksichtigt:
■ Stahl-Herstellungsverfahren
■ Gefügekorngröße
■ Werkstückabmessungen (Querschnitt)
■ Werkstücktemperatur
■ Schweißnahtform und -dicke
■ Schweißverfahren
■ Elektrodendurchmesser
■ Umhüllungstyp
Schutzgasschweißen unlegierter Stähle
Das MAG-Schweißen mit Massivdrähten stellt heute das
wichtigste Verfahren bei der Verarbeitung unlegierter Stähle
dar. Als Schutzgas hat sich für herkömmliche Anwendungen
reines Kohlendioxyd (CO2) als beste Kompromisslösung in
Bezug auf Schweißverhalten, mechanische Gütewerte und
Wirtschaftlichkeit etabliert.
Bei höheren Anforderungen an die Schweißgutzähigkeit
empfiehlt sich der Einsatz von Mischgasen (z. B. 82 % Argon
+ 18 % CO2).
Die WIG-Schweißung wird primär für Wurzelnähte und
Dünnbleche angewendet.
Das MAG-Schweißen mit Füll- oder Metallpulverdrähten
kommt auf Grund der höheren Schweißleistung, vor allem in
Zwangspositionen verstärkt zum Einsatz.
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K = C + Mn
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(vereinfachte Formel, nur für unlegierte Stähle)
Unterpulverschweißen
unlegierter Stähle
Beim UP-Schweißen unlegierter Werkstoffe gelten in Bezug
auf die Auswahl der Schweißpulver ähnliche Kriterien wie bei
umhüllten Stabelektroden. Saure Pulver verhalten sich, bezüglich
Schweißverhalten und den mechanischen Gütewerten des
Schweißgutes, ähnlich den Rutiltypen. Basische Pulver haben
die gleichen Vor- und Nachteile wie basisch umhüllte Stabelektroden.
Schweißtechnologie für
unlegierte Stähle
■ Schweißzusätze sind nach den Mindestanforderungen an
die mechanischen Gütewerte des Grundwerkstoffes
auszuwählen.
■ Stähle mit „gewährleisteter Schweißeignung“ ab Wanddicken
von 20-30 mm (je nach Grundwerkstoff) 150 °C
vorwärmen und basische Schweißzusätze verwenden.
■ Stähle mit „bedingter Schweißeignung“ entsprechend
dem K-Wert (C-Äquivalent) vorwärmen. Nur basische,
rückgetrocknete Schweißzusätze einsetzen.
■ Bei unberuhigten Stählen Seigerungszonen möglichst
nicht anschmelzen und ebenfalls basische Schweißzusätze
verwenden.
Mischverbindungen
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Unlegiert – Unlegiert (z. B. S235 mit S355)
Schweißzusatz wird festigkeitsmässig auf den weicheren
Grundwerkstoffpartner abgestimmt. Bei Festlegung des
Hüllen-, Füllungs- oder Pulvertyps sind Wanddicke und
Bauteilsteifigkeit zu berücksichtigen.
Unlegiert – Hochfest (z. B. S275 mit S690)
Schweißzusatz wird üblicherweise auf den weicheren Grundwerkstoff
abgestimmt. Im Falle stark unterschiedlicher Festigkeitseigenschaften
der Werkstoffpartner ist ein Schweißzusatz,
dessen Festigkeit zwischen den Werten der beiden
Werkstoffe liegt, in Betracht zu ziehen.
Unlegiert – Vergütungsstähle
(z. B. S275 mit 25CrMo4)
Vergütungsstähle sind nur bedingt schweißgeeignet. Typen
mit höheren Kohlenstoffgehalten sollten nicht für Schweißkonstruktionen
eingesetzt werden. Sie bedürfen einer speziellen
Wärmeführung beim Schweißen und einer Wärmenachbehandlung.
Je nach Werkstoffpaarung sind un- oder niedriglegierte
Schweißzusätze in Betracht zu ziehen, deren Schweißgut
durch Aufkohlung aus dem Grundwerkstoff eine Festigkeitserhöhung
erfahren. Auf geringe Aufmischung ist zu
achten. Teilweise werden auch Nickelbasis-Schweißzusätze
verwendet. In Ausnahmefällen, wenn eine nachträgliche
Wärmebehandlung nicht möglich ist, kann der Einsatz von
austenitischen CrNi-Schweißzusätzen vorteilhaft sein.