Fachzeitschrift_OeGS_03_04_2019
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<strong>2019</strong><br />
SCHWEISS-<br />
UND PRÜFTECHNIK<br />
<strong>03</strong><br />
<strong>04</strong><br />
D i e F a c h z e i t s c h r i f t d e r Ö G S<br />
Jetzt am WIFI OÖ<br />
IWE / IWS Blended Learning<br />
• Präsenzzeit um die Hälfte reduziert<br />
• freie Zeiteinteilung<br />
• Lernmanagementsystem mit Begleitung
25. ÖGS-Workshop<br />
"Verarbeitung dünner Bleche < 3 mm"<br />
Datum: 23. Mai <strong>2019</strong><br />
Ort: Fronius International GmbH, Froniusplatz 1, 4600 Wels<br />
Workshop<br />
In diesem Workshop widmen wir uns der Verarbeitung<br />
von dünnen Blechen. Die vorgelagerten Prozesse der<br />
Blechbearbeitung bis zum Schweißen werden hierbei<br />
auch mit dargestellt und geben so einen umfassenden<br />
Überblick zur Verarbeitung von dünnen Werkstoffen<br />
aus Stahl (schwarz und weiß) sowie Aluminium.<br />
Zielgruppe<br />
Betriebsleiter, Praktiker, Schweißaufsichtspersonen,<br />
Konstrukteure, Arbeitsvorbereitung und Qualitätssicherung<br />
Leitung des Workshops<br />
Dipl.-Ing. Guido Reuter<br />
Teilnehmergebühr inkl. Verpflegung<br />
bei Anmeldungen bis 19. April <strong>2019</strong><br />
EUR 120,-- für persönliche Mitglieder und Vertreter<br />
von Mitgliedsfirmen der ÖGS, persönliche<br />
Mitglieder der ASMET, Studenten<br />
EUR 170,-- für Nichtmitglieder<br />
bei Anmeldungen nach dem 19. April <strong>2019</strong><br />
EUR 140,-- für persönliche Mitglieder und Vertreter<br />
von Mitgliedsfirmen der ÖGS, persönliche<br />
Mitglieder der ASMET, Studenten<br />
EUR 190,-- für Nichtmitglieder<br />
Anmeldeschluss: 16. Mai <strong>2019</strong><br />
Stornogebühren<br />
Es kann ein Ersatzteilnehmer gemeldet werden.<br />
50 % nach dem Anmeldeschluss<br />
100 % am Tag des Workshops<br />
u.a. mit folgenden Vorträgen<br />
– MIG und MAG Prozesse für Dünnbleche<br />
Fronius International GmbH<br />
– Von der Blechtafel zum geschweißten Bauteil<br />
Trumpf Maschinen Austria GmbH & Co.KG<br />
– Kleinserienfertigung bei Magna Steyr<br />
Magna Steyr Fahrzeugtechnik AG & Co KG<br />
– Laserlohnfertigung von weißem Material<br />
Trennen und Fügen<br />
Laser & more Edelstahl Komponentenfertigungsges.m.b.H.<br />
Abschließend besteht die Möglichkeit, sich praktische<br />
Vorführungen zum Thema mit dem MIG/MAG Verfahren<br />
bei Fronius anzusehen.<br />
Anmeldung<br />
Österreichische Gesellschaft für Schweißtechnik<br />
Döblinger Hauptstraße 17/4/1, 1190 Wien<br />
Tel. & Fax 01/798 21 68<br />
office@oegs.org, www.oegs.org<br />
Veranstalter<br />
Österreichische Gesellschaft für Schweißtechnik<br />
Wir danken den Firmenmitgliedern der ÖGS für<br />
ihre Unterstützung
Editorial<br />
Liebe Leserinnen und Leser!<br />
Inhalt<br />
Am 16.01.<strong>2019</strong> konnte einem<br />
Artikel im Kurier entnommen<br />
werden, dass sich schon länger<br />
kursierende Gerüchte bestätigt<br />
haben und die SZA-GmbH, der<br />
operative Teil der SZA-Gruppe,<br />
insolvent ist. Damit verliert<br />
Österreich eine Institution, die<br />
sich vor allem im Bereich Ausbildung von Schweißern,<br />
Schweißaufsichtspersonen und qualifiziertem Prüfpersonal<br />
für zerstörungsfreie Prüfung sowie Bauteilprüfungen über<br />
Jahrzehnte einen Namen erarbeitet hatte und Wirtschaft<br />
und Gewerbe mit ausgezeichnet ausgebildeten Fachkräften<br />
versorgt hat. Die ÖGS bedauert diesen Zustand und hofft,<br />
dass es der SZA-Verein schafft, für Kontinuität in der Ausbildungsprüfung<br />
und Zeugniserstellung im Namen des IIW<br />
bzw. der EWF zu sorgen.<br />
Für die Zukunft ist der Fortbestand der Ausbildung dadurch<br />
gesichert, dass das WIFI-OÖ die laufenden SZA-Kurse<br />
(IWS und IWE-blended-learning usw.) weiterführt und<br />
abschließt. Darüber informieren auch das Titelblatt sowie<br />
ein Artikel auf Seite 39.<br />
Wie sich die Situation im SZA-Verein weiterentwickelt ist<br />
noch ungewiss. Die ÖGS hat durch das Präsidium selbstverständlich<br />
angeboten, den SZA-Verein wo immer gewünscht<br />
mit Rat und Tat zu unterstützen. Entsprechend unserer ÖGS-<br />
Vereinsstatuten sind u.a. die Aus- und Weiterbildung sowie<br />
die Kooperation mit ausländischen Vereinen, wie z.B. dem<br />
DVS (D) und SVS (CH) und insbesondere auch mit den internationalen<br />
Dachverbänden European Welding Federation<br />
(EWF) und dem International Institute of Welding (IIW), der<br />
Zweck der ÖGS. Dazu sind wir von der ÖGS gerne bereit<br />
unsere Mitarbeit für Österreich bei den Internationalen<br />
Dachverbänden wie dem EWF und IIW zur Sicherung der<br />
Ausbildung anzubieten.<br />
Wir werden Sie über die Weiterentwicklung zu dieser Angelegenheit<br />
auf dem Laufenden halten.<br />
Im fachspezifischen Bereich unserer vorliegenden Ausgabe<br />
informieren wir Sie u.a. über Elektronenstrahl- und Fülldrahtschweißungen<br />
im warm- und hochwarmfest-Bereich,<br />
über den aktuellen Stand der Konzeption der EN 1090 sowie<br />
eine ergonomische Schweißmaschine.<br />
Im Besonderen möchten wir Sie nochmals zu unserer Hauptversammlung<br />
einladen (siehe hintere Umschlagseite) und<br />
auf den neuen Ort das “Panoramacafe” hinweisen.<br />
Viel Spaß und Freude beim Lesen!<br />
Herzliche Grüße<br />
Rudolf Rauch<br />
Save the date: 25. ÖGS-Workshop<br />
„Verarbeitung dünner Bleche < 3 mm“<br />
Ankündigung: 24. ÖGS-Workshop<br />
„Flammrichten“ .....................................................U2<br />
Editorial, Inhalt........................................................37<br />
Impressum, Termine ...............................................38<br />
WIFI OÖ greift den Kunden der<br />
SZA unter die Arme.................................................39<br />
Einsatz von Fülldrähten – Fertigungsschweißung<br />
warmfester Gussteile aus CB2................................40<br />
Einsatz von Fülldrähten im Behälter- und<br />
Anlagenbau – Möglichkeiten und Grenzen der<br />
Schweißzusatzwerkstoffe.......................................48<br />
GIFA, METEC, THERMPROCESS und NEWCAST <strong>2019</strong>:<br />
Hotspot der weltweiten Gießerei- und<br />
Metallurgietechnik................................................52<br />
Elektronenstrahl-Schweißungen eines<br />
martensitischen Chromstahls mit lokalem<br />
Legieren.................................................................54<br />
Welt der Normen und Regelwerke<br />
Die wesentlichen Änderungen der neu<br />
überarbeiteten ÖNORM EN 1090-2,<br />
Ausgabe 2018-09-15 für die Ausführung<br />
von Stahltragwerken - Bericht 3.............................61<br />
Erfolgreicher IWE- und IWT/Schweißtechniker-<br />
Lehrgang am WIFI OÖ.............................................63<br />
Das Kreuz mit dem Kreuz<br />
Erste höheneinstellbare Schweißmaschine<br />
Ergonomie neu gedacht............................................64<br />
Abstracts aus „Welding in the World“ No. 1/<strong>2019</strong>....66<br />
Aktuelles aus Unternehmen........................................68<br />
Unsere gelben Seiten..............................................70<br />
Ausschreibung: Richard Marek-Preis <strong>2019</strong><br />
für innovative Lösungen in der Schweißtechnik.....72<br />
Bücher....................................................................U3<br />
EINLADUNG zum Festvortrag<br />
„Geschichte der voestalpine“ mit anschließender<br />
ÖGS Hauptversammlung<br />
NEUER VERANSTALTUNSORT..................................U4<br />
SCHWEISS- und PRÜFTECHNIK <strong>03</strong>-<strong>04</strong>/<strong>2019</strong> 37
Impressum<br />
Herausgeber:<br />
ÖGS Österreichische Gesellschaft für Schweißtechnik<br />
1190 Wien, Döblinger Hauptstraße 17/4/1<br />
http://www.oegs.org<br />
Redaktionsleitung:<br />
redaktion@oegs.org<br />
Anzeigen und Verwaltung:<br />
Susanne Mesaric, office@oegs.org<br />
Tel: ++43 (01) 798 21 68, Montag bis Freitag 09:30h - 14:00h<br />
Layout:<br />
FÜRdesign e.U.<br />
Schweißer-Stammtische<br />
Ein monatliches Treffen der Schweißfachleute, wo in<br />
angenehmer Atmoshphäre gefachsimpelt wird.<br />
WIEN – ab 17:30 Uhr<br />
Weißgerber Stube, Landstraßer Hauptstr. 28, 1<strong>03</strong>0 Wien<br />
12. März <strong>2019</strong> 09. Juli <strong>2019</strong><br />
09. April <strong>2019</strong> 10. September <strong>2019</strong><br />
14. Mai <strong>2019</strong> 08. Oktober <strong>2019</strong><br />
05. Juni <strong>2019</strong> – Ort: bfi (BAZ), Engerthstraße 113-117,<br />
1200 Wien mit Grillfest<br />
OBERÖSTERREICH – ab 19:00 Uhr<br />
Gasthof „Rieder Wirt“, Voglweg 3, 4910 Ried im Innkreis<br />
20. März <strong>2019</strong> 19. Juni <strong>2019</strong><br />
10. April <strong>2019</strong> (Terminänderung) 17. Juli <strong>2019</strong><br />
15. Mai <strong>2019</strong> 21. August <strong>2019</strong><br />
STEIERMARK – ab 18:00 Uhr<br />
„Unterm goldenen Dachl“, Schießstattg. 4, 8010 Graz<br />
14. März <strong>2019</strong> 13. Juni <strong>2019</strong><br />
11. April <strong>2019</strong> 11. Juli <strong>2019</strong><br />
09. Mai <strong>2019</strong> 08. August <strong>2019</strong><br />
Alle Schweißer-Stammtisch-Termine bzw. kurzfristige<br />
Änderungen finden Sie unter www.oegs.org<br />
Hersteller:<br />
Steiermärkische Landesdruckerei GmbH<br />
8020 Graz, Dreihackengasse 20<br />
Bezug:<br />
Einzelheft: € 20,--, Jahresabonnement (6 Hefte) € 80,--<br />
zuzüglich allfälliger Auslandsversandspesen<br />
Der Bezug ist für Mitglieder kostenlos. Mitgliedschaften und Abonnements<br />
gelten als erneuert, sofern sie nicht mindestens 3 Monate vorher<br />
schriftlich zum 31.12. des jeweiligen Jahres gekündigt wurden.<br />
Namentlich gekennzeichnete Artikel müssen sich nicht mit der<br />
Meinung des Herausgebers decken. Einreichungen können ohne<br />
Angabe von Gründen abgelehnt werden. Die Bildrechte liegen bei<br />
den jeweiligen Autoren.<br />
Einen Hinweis für Autoren finden Sie auf www.oegs.org<br />
Termine<br />
21. und 22. März <strong>2019</strong> Zauchensee<br />
1. Workshop "Alu-Schmieden"<br />
(Info: www.metalforming.at)<br />
23. bis 27. März <strong>2019</strong> Zauchensee<br />
XXXVIII. Verformungskundliches Kolloquium<br />
(Info: www.metalforming.at)<br />
27. und 28. März <strong>2019</strong> Köln<br />
Titan und Titanlegierungen<br />
(Info: www.dgm.de)<br />
28. und 29. März <strong>2019</strong> Wien<br />
ASMET Werkstofftechniktagung <strong>2019</strong> &<br />
31. Härtereitagung<br />
(Info: www.asmet.org)<br />
<strong>04</strong>. April <strong>2019</strong> Linz<br />
ÖGS Hauptversammlung mit Festvortrag<br />
(www.oegs.org)<br />
10. und 11. April <strong>2019</strong> Linz<br />
24. ÖGS-Workshop "Flammrichten"<br />
(Info: www.oegs.org)<br />
10. und 11. April <strong>2019</strong> Halle<br />
11. Internationale Konferenz „Strahltechnik“ – <strong>2019</strong><br />
(Info: www.beamtec-conf.com/konferenz)<br />
13. bis 16. Mai <strong>2019</strong> München<br />
Der ASME Code – praktischer Einstieg in den ASME<br />
Sec. IX<br />
(Info: www.slv-muenchen.de)<br />
23. Mai <strong>2019</strong> Wels<br />
25. ÖGS-Workshop "Verarbeitung dünner Bleche<br />
< 3 mm"<br />
(Info: www.oegs.org)<br />
17. bis 21. Juni <strong>2019</strong> Salzburg<br />
5th Interntional Converence on Advances in Solidification<br />
Processes – ICASP-5<br />
5th International Symposium on Cutting Edge of<br />
Computer Simulaton of Solidification, Casting and<br />
Refining – CSSCR-5<br />
(Info: www.icasp5-csscr5.org)<br />
25. bis 29. Juni <strong>2019</strong> Düsseldorf<br />
GIFA – Internationale Gießerei-Fachmesse<br />
METEC – Internationale Metallurgie-Fachmesse<br />
THERMPROCESS – Internationale Fachmesse für<br />
Thermoprozesstechnik<br />
NEWCAST – Internationale Fachmesse für Gussprodukte<br />
(Info: www.messen.de)<br />
10. bis 12. September <strong>2019</strong> Linz<br />
SCHWEISSEN – Internationale Fachmesse für Fügen,<br />
Trennen, Beschichten, Prüfen und Schützen<br />
(Info: http://www.schweissen.at/)<br />
Weitere Termine finden Sie unter: www.oegs.org<br />
38 SCHWEISS- und PRÜFTECHNIK <strong>03</strong>-<strong>04</strong>/<strong>2019</strong>
WIFI OÖ greift den Kunden der SZA unter die Arme<br />
Um den Kunden der SZA und den österreichischen Unternehmen,<br />
die Ihre Mitarbeiter in Ausbildung haben, weiterzuhelfen,<br />
hat das WIFI OÖ die Schweißaufsichtslehrgänge<br />
übernommen. Dies war notwendig, da die SZA GmbH Mitte<br />
Jänner Insolvenz anmelden musste. Im Insolvenzverfahren<br />
hat die zuständige Masseverwalterin die Schließung der<br />
SZA GmbH veranlasst und mit Ende Februar <strong>2019</strong> den<br />
Kursbetrieb eingestellt. „Wir greifen der SZA und Ihren<br />
Kunden unter die Arme“ so Werner Philipp, der zuständige<br />
Produktmanager für Schweißtechnik.<br />
“70 Kunden sind gerade mitten in der Ausbildung und haben<br />
ihre Kursgebühren bereits bezahlt. Uns ist es sehr wichtig,<br />
dass die Kunden ihre Lehrgänge zu Ende bringen und mit der<br />
Prüfung erfolgreich abschließen können“, führt Werner<br />
Philipp weiter aus.<br />
Am 24. Jänner gab auch die SZA grünes Licht für die Übernahme<br />
der Schweißaufsichtslehrgänge durch das WIFI OÖ.<br />
Innerhalb weniger Werktage wurden alle Lehrgänge neu<br />
geplant und alle Kunden über alle Details telefonisch informiert.<br />
Dabei wurde versucht, für die Kunden alles gleich zu<br />
halten, nur der Austragungsort wurde auf OÖ geändert. Die<br />
Infrastruktur des WIFI Linz, mit einem eigenen Hotel und<br />
direktem Anschluss an öffentliche Verkehrsmittel bietet den<br />
Kunden einen zusätzlichen Vorteil.<br />
Nach Tagen der Ungewissheit und zahlreichen Rückfragen<br />
bei der SZA, den WIFIs und der ÖGS können sich die künftigen<br />
schweißtechnischen Führungskräfte nun wieder auf<br />
ihren Kompetenzerwerb konzentrieren und auf die Prüfungen<br />
zu IWS, IWT oder IWE vorbereiten.<br />
„Wir haben im Sinne der österreichischen Schweißtechnik<br />
rasch reagiert“, so Werner Philipp. Das WIFI Linz wird die<br />
zukünftigen Schweißaufsichten in vollem Umfang unterstützen,<br />
damit für die österreichischen Unternehmen der<br />
Schweißtechnik auch weiterhin bestens qualifiziertes Personal<br />
ausgebildet wird.<br />
Blended Learning jetzt am WIFI OÖ<br />
Zusätzlich führt auch das WIFI OÖ das Blended Learning in<br />
Kooperation mit der SLV weiter. Seit drei Wochen können<br />
sich auch wieder Neukunden zum Blended Learning IWS<br />
oder IWE anmelden. Beim Blended Learning haben die Kunden<br />
3 Jahre Zeit, sich die erforderlichen Kompetenzen anzueignen.<br />
Begleitet mit e-learning Contents, Foren, Selbstüberprüfungstests<br />
und fix geplanten Präsenzphasen ist der<br />
Kompetenzerwerb zum größten Teil in freier Zeiteinteilung<br />
möglich. Zum Beispiel sind beim IWE Präsenzlehrgang<br />
mindestens 448 Unterrichtseinheiten mit 90% Anwesenheit<br />
zu leisten. Beim Blended Learning reduziert sich die<br />
Präsenzzeit auf 184 Unterrichtseinheiten. „Beim Blended<br />
Learning wird eine Selbstlernkompetenz, die Studienabgänger<br />
in den meisten Fällen mitbringen, erwartet. Blended<br />
Learning ist ein Kompetenzerwerb bei freier Zeiteinteilung<br />
innerhalb der vorgegebenen 3 Jahren. Der Zeitaufwand für<br />
die Ausbildung wird jedoch in den meisten Fällen unverändert<br />
bleiben“ bemerkt Werner Philipp zum Blended Learning<br />
abschließend.<br />
Termine für neue Lehrgänge sind in Kürze auf www.wifi-ooe .at<br />
verfügbar.<br />
Foto: WIFI OÖ v.l.n.r Josef Füreder (Fachbereichsleiter Schweißtechnik),<br />
Ludwig Steidl (Leiter Firmen Intern Training), Werner<br />
Philipp (Produktmanager Schweißtechnik), Helmut Kettner<br />
(Lehrgangsleiter Schweißaufsichts-Lehrgänge)<br />
Das Angebot des WIFI OÖ für Schweißaufsichtspersonen<br />
Informationsveranstaltung Schweißaufsicht-Lehrgänge<br />
Vorbereitungslehrgang (IWS 0)<br />
International Welding Specialist (IWS)<br />
International Welding Technologist (IWT) Aufbaulehrgang für IWS und Schweißwerkmeister<br />
International Welding Technologist (IWT)<br />
International Welding Engineer Lehrgang (IWE)<br />
IWS Blended Learning<br />
IWE Blended Learning<br />
SCHWEISS- und PRÜFTECHNIK <strong>03</strong>-<strong>04</strong>/<strong>2019</strong> 39
Einsatz von Fülldrähten – Fertigungsschweißung<br />
warmfester Gussteile aus CB2<br />
■■<br />
Susanne Baumgartner, voestalpine Böhler Welding<br />
Austria GmbH, Kapfenberg<br />
Vor allem in Asien besteht nach wie vor ein großer Bedarf<br />
an hocheffizienten thermischen Kraftwerken. Da Schweißen<br />
ein wesentlicher Prozessschritt bei der Herstellung<br />
großer Gusskomponenten ist, wird ein Schweißverfahren<br />
benötigt, das sowohl gute Positionsverschweißbarkeit als<br />
auch hohe Produktivität ermöglicht. Daher wurde speziell<br />
für die Fertigungsschweißung von Gussteilen aus CB2 ein<br />
rutiler Fülldraht entwickelt und qualifiziert.<br />
1. Der Gusswerkstoff CB2<br />
Im Rahmen der europäischen Forschungsprojekte COST<br />
(European Cooperation in the Field of Scientific and Technical<br />
Research) 501, 522 und 536 wurden Werkstoffe und<br />
Schweißzusätze mit verbesserten Zeitstandeigenschaften<br />
entwickelt, um die Dampfparameter Druck und Temperatur<br />
und damit die Effizienz thermischer Kraftwerke zu erhöhen<br />
[1,2]. Im Bereich der Gusswerkstoffe zeigte der als COST CB2<br />
bezeichnete B-legierte 9%Cr-1,5%Mo-1%Co Stahl GX13Cr-<br />
MoCoVNbNB9-2-1 (siehe Tabelle 1) sehr gute Ergebnisse bei<br />
Kriechversuchen in COST 501/III und COST 522 [2].<br />
Die Mikrostruktur besteht aus Martensit mit Cr-reichen<br />
M 23<br />
C 6<br />
Ausscheidungen an den ehemaligen Austenitkorngrenzen<br />
und Subkorngrenzen, sowie fein verteilten MX<br />
Ausscheidungen (VN, NbC)[3]. Der Zusatz von B soll das<br />
Wachstum der Cr-Karbide im Bereich der ehemaligen Austenitkorngrenzen<br />
durch Bildung von M 23<br />
(C,B) 6<br />
verringern und<br />
dadurch die Stabilität der Mikrostruktur verbessern [4,5].<br />
Zeitstandversuche bis 130.000 h bestätigen die verbesserte<br />
Kriechfestigkeit bis 650°C [6].<br />
Seit 2011 wird dieser Gusswerkstoff vor allem für Ventile<br />
und Innengehäuse mit Wandstärken bis 300 mm im Gewichtsbereich<br />
von 1,5-35 t verwendet, die hauptsächlich in<br />
chinesischen Kraftwerken mit Betriebstemperaturen bis<br />
620°C eingesetzt werden. Abbildung 1 zeigt das Oberteil<br />
eines Mitteldruckinnengehäuse aus CB2 mit einem Versandgewicht<br />
von 35 t, das in der voestalpine Gießerei Linz<br />
gefertigt wurde [7].<br />
1.1. Die Fertigung von (hoch-)warmfesten Gusskomponenten<br />
Abbildung 2 zeigt den typischen Fertigungsplan für schwere<br />
Stahlgussstücke für den Kraftwerksbau. Nach der Erstellung<br />
der Gusstechnik, dem Bau des Holzmodells und dem Einformen<br />
beginnt der Schmelz- und Gießprozess. Nach einer<br />
Erstarrungszeit von 2-6 Wochen wird das Gussstück ausgeschlagen.<br />
Es folgt die Qualitätswärmebehandlung, das Vorschruppen<br />
sowie die zerstörungsfreie Prüfung. Alle Anzeigen,<br />
die nicht dem vorgeschriebenen Abnahmestandard<br />
entsprechen, sind auszumulden und zu verschweißen. Es folgt<br />
eine weitere Spannungsarmglühung und eine abschließende<br />
zerstörungsfreie Prüfung [8].<br />
C Mn Cr Mo Co Ni V Nb N B<br />
0,12 0,88 9,20 1,49 0,98 0,17 0,21 0,06 0,020 0,011<br />
Tabelle 1: Chemische Zusammensetzung<br />
des CB2 Grundwerkstoffes<br />
in Gew.%[2]<br />
Abbildung 1 (oben): Mitteldruckinnengehäuse<br />
aus CB2,<br />
gefertigt in der voestalpine<br />
Gießerei Linz [7]<br />
Abbildung 2 (rechts):<br />
Typischer Fertigungsplan für<br />
schwere Stahlgussstücke [8]<br />
40 SCHWEISS- und PRÜFTECHNIK <strong>03</strong>-<strong>04</strong>/<strong>2019</strong>
Abbildung 3: Positionierung eines Außengehäuses für das<br />
Schweißen [7]<br />
Die Erstarrungsparameter der 9-10%Cr Gussstähle unterscheiden<br />
sich von jenen der niedriglegierten CrMo(V) Stähle, deshalb<br />
ist das Schrumpfungsverhalten komplexer. Dies stellt hohe<br />
Anforderungen an die Gieß- und Speisertechnik [9]. CB2 verhält<br />
sich aus produktionstechnischer Sicht noch diffiziler als<br />
die bisherigen konventionellen warmfesten Werkstoffe [10].<br />
1.2. Schweißen von Gussteilen<br />
Das Schweißen stellt einen wesentlichen Fertigungsschritt<br />
bei der Herstellung von Stahlgussteilen dar. Bei der Fertigungsschweißung<br />
werden nicht tolerierbare Ungänzen an<br />
Gussteilen beseitigt. Anschließend folgt eine Spannungsarmglühung.<br />
Bei Konstruktionsschweißungen werden gewalzte,<br />
geschmiedete oder gegossene Rohre, Stutzen,<br />
Krümmer, Nippel usw. angeschweißt. Auftragsschweißungen<br />
werden zur Erzielung spezieller Oberflächenanforderungen<br />
hinsichtlich Härte oder Korrosion durchgeführt [7].<br />
Bei hochlegierten, warmfesten Werkstoffen, wie CB2 sind<br />
besondere Vorkehrungen bezüglich der Wärmeführung<br />
beim Schweißen notwendig. Dabei werden hohe Anforderungen<br />
an das Schweißverfahren und den Zusatzwerkstoff<br />
gestellt. Aus wirtschaftlicher Sicht wird eine hohe Produktivität<br />
gefordert, aus technischer Sicht die Einhaltung der geforderten<br />
Gütewerte. Von Seiten der schweißtechnischen<br />
Verarbeitung ist gute Positionsverschweißbarkeit erforderlich,<br />
da vor allem Großgusskomponenten nur mit großem<br />
Aufwand in ihrer Lage verändert werden können (siehe<br />
Abbildung 3). Hier kommen die Vorteile der Fülldrahtschweißung<br />
zum Einsatz.<br />
2. Fülldrahtschweißung von CB2 Gussteilen<br />
2.1. Das Prinzip der Fülldrahtschweißung<br />
Fülldrahtelektroden sind dünne Drahtröhrchen, die aus einer<br />
metallischen Ummantelung und einer pulverförmigen<br />
Füllung bestehen.<br />
Nach der Querschnittsform unterscheidet man zwischen<br />
geschlossenen und formgeschlossenen Fülldrähten. Zur<br />
Herstellung von formgeschlossenen Fülldrahtelektroden<br />
wird das Band zuerst zu einem „U“ geformt und mit Pulver<br />
Abbildung 4:<br />
Prinzip der Fülldrahtschweißung<br />
mit schlackebildenden<br />
Fülldrähten [11]<br />
SCHWEISS- und PRÜFTECHNIK <strong>03</strong>-<strong>04</strong>/<strong>2019</strong> 41
efüllt. Durch Walzen wird es in die endgültige Form und<br />
anschließend durch Ziehen oder Walzen auf seinen Enddurchmesser<br />
gebracht. Bei der Herstellung von nahtlosen<br />
Fülldrähten wird zuerst ein etwa 50 mm breites und 2 mm<br />
dickes, endloses Band zu einem Rohr verschweißt und mit<br />
Pulver gefüllt, welches durch die Schwingbewegungen<br />
eines Rüttlers eingebracht und vorverdichtet wird. Anschließend<br />
wird der Draht in mehreren Stufen auf den<br />
Enddurchmesser gezogen. Nach den Füllungsbestandteilen<br />
unterscheidet man zwischen Metallpulverfülldrähten, deren<br />
Füllung nur aus Legierungselementen und Zusätzen<br />
zur Stabilisierung des Lichtbogens besteht, und schlackeführenden<br />
Fülldrähten, die zusätzlich schlackebildende<br />
Füllungsbestandteile enthalten. Metallpulverfülldrähte<br />
ähneln in der Handhabung Massivdrahtelektroden. Das<br />
Pulver schmilzt im Lichtbogen auf und bildet gemeinsam mit<br />
dem aufgeschmolzenen Grundwerkstoff das Schweißbad.<br />
Bei schlackeführenden Fülldrähten überzieht die sich<br />
bildende Schlacke die Schweißnaht (siehe Abbildung 4).<br />
Sie formt die Naht, schützt sie vor Oxidation und wirkt bei<br />
Positionsschweißungen stützend.<br />
2.2. Vorteile von Fülldrahtelektroden<br />
Bei Stabelektroden erfolgt die metallurgische Feinabstimmung<br />
über die Umhüllungsbestandteile. Bei Fülldrahtelektroden<br />
besteht diese Möglichkeit über die Füllung,<br />
die Abschmelzleistung ist aber bei gleicher Stromstärke<br />
deutlich höher. Aber auch im Vergleich zu Massivdrahtelektroden<br />
ist die Abschmelzleistung von Fülldrähten bei<br />
gleichem Durchmesser höher (siehe Abbildung 5). Da bei<br />
Fülldrahtelektroden der ringförmige Bandanteil, über den<br />
der Stromübergang erfolgt, geringer ist als der Querschnitt<br />
einer Massivdrahtelektrode gleichen Durchmessers, ist die<br />
Stromdichte bei gleicher Stromstärke höher. Das führt zu<br />
einer höheren Widerstandserwärmung, erhöht die Abschmelzleistung<br />
und ermöglicht eine höhere Schweißgeschwindigkeit.<br />
Dadurch können die Schweißzeit und damit<br />
auch die Herstellungskosten erheblich reduziert werden<br />
(siehe Abbildung 6).<br />
Liegen die Vorteile von Fülldrahtelektroden gegenüber<br />
Stabelektroden vor allem im wirtschaftlichen Bereich, so<br />
bieten Fülldrahtelektroden gegenüber Massivdrahtelektroden<br />
auch schweißtechnische Vorteile. Der Lichtbogen von<br />
Massivdrahtelektroden ist schmal und der Tropfenübergang<br />
erfolgt konzentriert und axial mit hoher Tropfenfrequenz<br />
(siehe Abbildung 7). Vor allem bei höherem Schweißstrom<br />
entsteht dadurch ein turbulentes, aufgewühltes<br />
Abbildung 6: geschweißte Nahtlänge bei gleicher Schweißzeit in<br />
Position PF<br />
Abbildung 5: Vergleich der Abschmelzleistung<br />
von Fülldrahtelektroden, Massivdrahtelektroden<br />
und Stabelektroden [12]<br />
Abbildung 7: Werkstoffübergang<br />
schematisch<br />
links: Massivdrahtelektrode,<br />
rechts: Fülldrahtelektrode<br />
42 SCHWEISS- und PRÜFTECHNIK <strong>03</strong>-<strong>04</strong>/<strong>2019</strong>
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Schweißbad und die Naht wird unregelmäßig. Der Einbrand<br />
ist bei Massivdrahtelektroden typischerweise schmal und<br />
tief mit der charakteristischen Fingerform. Bei Fülldrahtelektroden<br />
dagegen lösen sich die Tropfen von der metallischen<br />
Umhüllung und treffen auf einer viel größeren Projektionsfläche<br />
mit einer gleichmäßigeren Energieverteilung<br />
im Schmelzbad auf. Daraus ergibt sich ein gleichmäßiger<br />
Einbrand und die Nahtflanken werden besser erfasst. Abweichungen<br />
des Schweißbrenners haben keinen so großen<br />
Einfluss und das Risiko von Bindefehlern ist geringer. Fülldrahtelektroden<br />
erzeugen ein ruhigeres und flacheres<br />
Schweißbad und nach der Erstarrung eine gleichmäßigere<br />
und glattere Nahtoberfläche [13].<br />
2.3. Entwicklung eines artgleichen Fülldrahtes zum<br />
Schweißen von CB2<br />
Parallel zur Grundwerkstoffentwicklung wurde mit der Entwicklung<br />
von artgleichen Schweißzusätzen begonnen [14]<br />
und in weiterer Folge auch ein artgleicher Fülldraht entwickelt.<br />
Die chemische Zusammensetzung des reinen<br />
Schweißgutes orientiert sich am Grundwerkstoff.<br />
2.3.1. Chemische Analyse<br />
Tabelle 2 zeigt die Richtanalyse des reinen Schweißgutes<br />
unter Mischgas Ar+18 % CO 2<br />
.Da sich Bor negativ auf die<br />
Zähigkeit und die Heißrissanfälligkeit auswirkt wurde der<br />
B-Gehalt im Vergleich zum Grundwerkstoff reduziert [15].<br />
Durch die Zugabe von Nickel kann die Zähigkeit des Schweißgutes<br />
bei Raumtemperatur erhöht werden. Diese Praxis ist<br />
allerdings nicht unumstritten da Ni zur Absenkung der<br />
Ac1-Temperatur beiträgt. Sollte während der Spannungsarmglühung<br />
die A c1<br />
-Temperatur überschritten werden, so<br />
bildet sich in Abhängigkeit vom Mn+Ni-Gehalt entweder<br />
spröder, nicht angelassener Martensit oder Ferrit [17]. Zudem<br />
wirkt sich Ni negativ auf die Zeitstandfestigkeit des<br />
Grundwerkstoffes P91 im Langzeitbereich aus [18].<br />
Um den Einfluss von Ni auf die mechanischen Eigenschaften<br />
des CB2 Fülldrahtschweißgutes zu ermitteln, wurden umfangreiche<br />
Untersuchungen durchgeführt [19]. Durch die Erhöhung<br />
des Ni-Gehaltes von 0,2 % auf 0,7 % sinkt die A c1<br />
Temperatur<br />
von 817°C auf 785°C, gemessen nach ASTM 1<strong>03</strong>3-10. Da<br />
die Temperatur beim Spannungsarmglühen von Gussteilen<br />
gewöhnlich bei 730°C liegt, besteht auch bei höherem Ni-Gehalt<br />
keine Gefahr, die Ac1-Temperatur zu überschreiten. Die<br />
mittlere Korngröße ist bei 0,2 % Ni mit 50µm etwas höher<br />
als bei 0,7 % Ni mit 40 µm. Die 0,2 % Dehngrenze liegt bei<br />
höherem Ni-Gehalt geringfügig höher, auf die Zugfestigkeit<br />
scheint Ni jedoch keinen signifikanten Einfluss zu haben.<br />
Die Kerbschlagwerte bei Raumtemperatur steigen mit höherem<br />
Ni-Gehalt vor allem bei längeren Glühzeiten. Die mechanischen<br />
Gütewerte werden jedoch wesentlich stärker<br />
von den Parametern der Wärmenachbehandlung beeinflusst<br />
als vom Ni-Gehalt. Bei Proben mit niedrigerem Ni-Gehalt<br />
verlängerte sich die Zeit bis zum Bruch bei Zeitstandversuchen<br />
bis 6.500 h bei 625°C etwas. Simulationen der<br />
Ausscheidungsentwicklung mit MatCalc zeigen geringfügige<br />
Unterschiede zwischen den beiden Legierungen [20],<br />
lassen jedoch keine eindeutige Aussage hinsichtlich der<br />
Langzeiteigenschaften zu.<br />
Da der Abfall der Zeitstandfestigkeit bei höherem Ni-Gehalt<br />
in P91 auf erhöhte Vergröberungsneigung der Ausscheidungen<br />
und Bildung von Z-Phase zurückgeführt wird [21] und<br />
anzunehmen ist, dass dies analog auch für andere 9%<br />
Cr-Stähle gilt, wurde auf eine Erhöhung des Ni-Gehaltes im<br />
CB2 Fülldraht verzichtet.<br />
2.3.2. Mechanische Gütewerte bei Raumtemperatur<br />
Tabelle 3 zeigt die Richtwerte der mechanischen Gütewerte<br />
des reinen Schweißgutes bei Raumtemperatur nach EN ISO<br />
15792-1 unter Mischgas Ar+18 % CO 2<br />
nach einer Wärmbehandlung<br />
von 2 x 730°C/12 h.<br />
Die mechanischen Gütewerte hängen allerdings nicht nur<br />
vom Schutzgas und der Wärmebehandlung sondern auch<br />
von den Schweißparametern und dem Lagenaufbau ab. Eine<br />
Schweißparameterstudie am reinen Schweißgut zeigte geringen<br />
Einfluss auf Dehngrenze und Zugfestigkeit, aber deutliche<br />
Unterschiede bei Bruchdehnung und Kerbschlagarbeit<br />
[22]. Bei geringerer Wärmeeinbringung und höherer Abkühlgeschwindigkeit<br />
war der Anteil an Martensit im Gefüge<br />
höher und der Anteil an Bainit geringer. Das führte zu einer<br />
höheren Härte im Schweißzustand. Nach der Wärmebehandlung<br />
von 730°C/24 h war der Unterschied in Härte und<br />
Festigkeit gering, die Kerbschlagarbeit aber deutlich niedriger.<br />
Bei geringer Streckenenergie von 0,65 kJ/mm und<br />
niedriger t 8/5<br />
Zeit von 7,1 s entstand sogar eine geringe<br />
Menge an δ-Ferrit.<br />
Mit den beiden Parameterkombinationen, die im reinen<br />
Schweißgut deutlich über 40 J erzielten, wurden praxisnahe<br />
Tests geschweißt (siehe Abbildung 8).<br />
Bei Variante I - mit einer Zwischenlagentemperatur von<br />
150°C, geringerem Drahtvorschub aber auch geringer<br />
Schweißgeschwindigkeit – ergab sich im Vergleich zu Variante<br />
II eine höhere Streckenenergie und raschere Abkühlung.<br />
An jeweils zwei Positionen wurden Kerbschlagproben aus<br />
C Mn Cr Mo Co Ni V Nb N B<br />
0,1 0,9 9,2 1,5 1,0 0,2 0,2 0,05 0,02 0,006<br />
Tabelle 2: Richtanalyse des<br />
reinen Schweißgutes in<br />
Gew.% [16]<br />
R p0,2<br />
R m<br />
A 5<br />
CVN@RT<br />
610 MPa 780 MPa 20 % 30 J<br />
Tabelle 3: Mechanische Eigenschaften des Fülldrahtschweißgutes<br />
bei Raumtemperatur - PWHT: 2x730°C/12h (Richtwerte)<br />
44 SCHWEISS- und PRÜFTECHNIK <strong>03</strong>-<strong>04</strong>/<strong>2019</strong>
Schweißgut und WEZ entnommen. Variante I erzielte an<br />
beiden Positionen sowohl im Schweißgut als auch in der WEZ<br />
bessere Werte und lag deutlich über den geforderten 27 J<br />
(siehe Abbildung 9).<br />
Abbildung 8:<br />
Nahtvorbereitung,<br />
Schweißparameter<br />
und Lagenaufbau<br />
Abbildung 9: Kerbschlagwerte einer praxisnahen artgleichen CB2-Schweißung [22]<br />
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SCHWEISS- und PRÜFTECHNIK <strong>03</strong>-<strong>04</strong>/<strong>2019</strong> 45
Abbildung 10: Zeitstandversuche bei 625°C (Bilder: voestalpine Böhler Welding Austria)<br />
2.3.3. Zeitstandversuche<br />
Zur Evaluierung der Langzeiteigenschaften werden<br />
Zeitstandversuche bei 625°C aus reinem Schweißgut bis<br />
knapp 30.000 h sowie von Querproben einer artgleichen<br />
Schweißverbindung mit aktuellen Laufzeiten bis 48.000 h<br />
durchgeführt. Alle bisher gebrochenen Proben liegen im<br />
-20 % Streubereich des Grundwerkstoffes (siehe Abbildung<br />
10). Die Bruchlage der Querproben ist im Grundwerkstoff<br />
bzw. in der WEZ [23-25].<br />
Zusammenfassung<br />
Im Rahmen der europäischen COST-Projekte wurde der<br />
B-legierte 9%Cr-1,5%Mo-1%Co Gussstahl entwickelt und<br />
qualifiziert.<br />
Seit 2011 wird er vor allem für Innengehäuse und Ventilgehäuse<br />
von thermischen Kraftwerken mit Betriebstemperaturen<br />
bis 620°C in China eingesetzt.<br />
Die Fertigungsschweißung ist ein wichtiger Fertigungsschritt<br />
bei der Herstellung großer Gusskomponenten. Vom<br />
Schweißzusatz wird gute Positionsverschweißbarkeit und<br />
hohe Produktivität gefordert.<br />
Der artgleiche Fülldraht CB 2 Ti-FD wurde von den voestalpine<br />
Gießereien Linz und Traisen für die Fertigungsschweißung<br />
von CB2 Gussteilen qualifiziert und wird erfolgreich eingesetzt<br />
[26]. Qualifizierungsaktivitäten bei weiteren Großkunden<br />
laufen.<br />
Literatur<br />
[1] M. Staubli, K.-H. Mayer, W. Gieselbrecht, J. Stief, A. DiGianfrancesco,<br />
T.-U. Kern: Development of Creep Resistant<br />
Cast Steels within the European Collaboration in<br />
Advanced Steam Turbine Materials for Ultra Efficient,<br />
Low Emission Steam Power Plant / COST 501-522, Materials<br />
for Advanced Power Engineering 2002, Proceedings<br />
Part II, pp. 1065-1079<br />
[2] M. Staubli, R. Hanus, T. Weber, K.-H. Mayer, T.-U. Kern:<br />
The European Efforts in Development of new High Temperature<br />
Casing Materials – COST536, Materials for Advanced<br />
Power Engineering 2006, Proceedings Part II,<br />
pp. 855-870<br />
[3] B. Sonderegger: Charakterisierung der Substruktur in<br />
modernen Kraftwerkswerkstoffen mittels EBSD Methode,<br />
Dissertation TU Graz 2005<br />
[4] F. Abe: Alloy design of creep and oxidation resistant 9Cr<br />
steels for thick section boiler components operating at<br />
650°C, Advances in Materials Technology for Fossil Power<br />
Plants, Proceedings from the Fourth International<br />
Conference, October 25-28, 20<strong>04</strong>, Hilton Head Island,<br />
South Carolina, pp. 202-216<br />
[5] F. Abe, T. Horiuchi, K. Sawada: High-temperature annealing<br />
for maximization of dissolved boron in creep-resistant<br />
martensitic 9Cr steel, Materials Science Forum<br />
426-432 (20<strong>03</strong>), pp. 1393-1398<br />
[6] R. Vanstone, I. Chilton, P. Jaworski: Manufacturing<br />
46 SCHWEISS- und PRÜFTECHNIK <strong>03</strong>-<strong>04</strong>/<strong>2019</strong>
Experience in an Advanced 9%CrMoCoVNbNB Alloy for<br />
Ultra-Supercritical Steam Turbine Rotor Forgings and<br />
Castings, Journal of Engineering for Gas Turbines and<br />
Power June 2013, Vol. 135<br />
[7] R. Hanus: Heavy steel castings for AUSC-power plants<br />
process-development and experience for materials<br />
C91, C911, CB2 and Alloy 625 for heavy walled cast<br />
components; Proceedings of the 7th International Conference<br />
on Creep, Fatigue and Creep-Fatigue Interaction<br />
(CF-7), Indira Ghandi Centre for Atomic Research,<br />
Kalpokham, Tamil Nadu, India, January 19-22 (2016), P.<br />
27-34<br />
[8] R. Hanus, E. Aistleitner, H. Schwarz: „Die größte Dampfturbine<br />
der Welt“. Großkomponenten aus Stahlguss für<br />
thermische Kraftwerke. Design, Werkstoffe, Prozesse,<br />
Qualitätssicherung. In: Giesserei-Rundschau 54 (2007),<br />
Heft 11/12, S. 210-215<br />
[9] R. Hanus, A, Buberl: Ein neuer Stahlguss-Werkstoff wird<br />
geboren – Von der Idee über die Forschung zu Pilotkomponenten<br />
und zur kommerziellen Produktion von<br />
Großkomponenten, In: GießereiRundschau 52 (2005),<br />
Heft 5/6, S. 118-123.<br />
[10] M. Kappler: Entwicklung von Kobalt-Bor-legierten Gusswerkstoffen,<br />
Giesserei 101 08/2014, S. 62-65<br />
[11] D. W. Meyer: Flux-cored Arc Welding, ASM Handbook,<br />
Volume 6: Welding, Brazing and Soldering, 1993,<br />
pp.186 - 189<br />
[12] H. Schabereiter, R. Dörfler, J. Ziegerhofer: Einsparungspotentiale<br />
bei der schweißtechnischen Fertigung chemisch<br />
beständiger Anlagen durch den Einsatz von Fülldrahtelektroden,<br />
Schweiß- & Prüftechnik <strong>04</strong>/2000, S. 51 – 57<br />
[13] M. Stemvers: The advantages of cored wires welding in<br />
the fabrication of ship structures, Welding in Shipbuilding,<br />
DVS-Berichte 195, 1998, S. 43 - 51<br />
[14] E. Brauné, H. Cerjak, St. Caminada, C. Jochum, P. Mayr,<br />
J. Pasternak: Weldability and Properties of new Creep<br />
Resistant Materials for use in Ultra Supercritical coal<br />
fired Power Plants, Materials for Advanced Power Engineering<br />
2006, Proceedings Part II, pp. 871-891<br />
[15] S. Baumgartner, G. Posch, P. Mayr: Welding advanced<br />
martensitic creep-resistant steels with boron containing<br />
filler metal, Welding in the World 56 (2012), No.<br />
7/8, pp. 2-9<br />
[16] Produktdatenblatt Böhler CB 2 Ti-FD:<br />
http://www.vabw-service.com/voestalpine/<br />
[17] L. Chen, K. Yamashita: Effects of PWHT Temperature on<br />
Mechanical Properties of High-Cr Ferritic Heat-Resistant<br />
Steel Weld Metal, Welding in the World 56 (2012),<br />
No. 1-2, pp. 81-91<br />
[18] K. Kimura, K. Sawada, H. Kushima and Y. Toda: Microstructural<br />
Stability and Long-term Creep Strength of<br />
Grade 91 Steel, Energy Materials: Materials Science<br />
and Engineering for Energy Systems, Vol. 4, No. 4 , 8th<br />
Charles Parsons Turbine Conference 2011, pp. 176-183<br />
[19] S. Baumgartner, M. Schuler, R. Schnitzer and N. Enzinger,<br />
Influence of Nickel on the Mechanical Properties of<br />
a CB2 Flux Cored Wire Weld Metal, Proceedings of the<br />
10th Liège Conference: Materials for Advanced Power<br />
Engineering 2014, pp. 171-179<br />
[20] M. Schuler, C. Ramskogler, S. Baumgartner, R. Schnitzer,<br />
N. Enzinger: Simulation of Microstructure and Modelling<br />
of Mechanical Properties of CB2 Flux Cored Wires<br />
Weld Metal, Proceedings of the 10th Liège Conference:<br />
Materials for Advanced Power Engineering, 2014, pp.<br />
189-198<br />
[21] K. Kimura, K. Sawada, H. Kushima, Y. Toda: Influence of<br />
Chemical Composition and Heat Treatment on Longterm<br />
Creep Strength of Grade 91 Steel, Procedia Engineering<br />
55 (2013), pp. 2-9<br />
[22] S. Baumgartner, A. Holy, M. Schuler, A. Sarić, R. Schnitzer,<br />
N. Enzinger, Properties of a creep resistant 9Cr-<br />
1.5Mo-1Co cast steel joint welded with a matching fluxcored<br />
wire, Welding in the World 58 (2014), No. 4, pp<br />
565-575<br />
[23] M. Schuler, S. Baumgartner, R. Schnitzer, N. Enzinger,<br />
Creep investigation of CB2 joints using similar rutile<br />
CB2-flux cored wire, IIW Doc. II-1850-13<br />
[24] S. Baumgartner, H. Pahr, T. Zauchner, Creep strength of<br />
CB2 flux cored wire weld metal, Proceedings of the 4th<br />
International ECCC Creep & Fracture Conference 2017<br />
[25] S. Baumgartner, H. Pahr, T. Zauchner, Investigation on a<br />
creep-tested CB2 steel cross-weld sample welded with<br />
a matching flux-cored wire, Welding in the World 62<br />
(2018), No. 4, pp 811-817<br />
[26] C. Lochbichler, E. Schmidtne-Kelity, S. Baumgartner,<br />
Latest Developments of Cast Materials and Welding<br />
Consumables for Coal-fired Steam Turbines Components<br />
/ Nickel-base Alloy A625 and CB2 Steel for the A-USC<br />
Technology, Proceedings of PowerGen 2013, Vienna •<br />
Die Autorin<br />
Mag. Dipl. Ing. Dr. Susanne<br />
Baumgartner ist als Senior<br />
Expert für warmfeste<br />
Schweißzusätze im Bereich<br />
Forschung und Entwicklung<br />
der voestalpine Böhler<br />
Welding Austria tätig.<br />
Sie studierte Wirtschaftsingenieurwesen<br />
Maschinenbau<br />
an der TU Graz und<br />
absolvierte dort die Ausbildung<br />
zum International<br />
Welding Engineer.<br />
SCHWEISS- und PRÜFTECHNIK <strong>03</strong>-<strong>04</strong>/<strong>2019</strong> 47
Einsatz von Fülldrähten im Behälter- und<br />
Anlagenbau – Möglichkeiten und Grenzen der<br />
Schweißzusatzwerkstoffe<br />
■■<br />
R. Krein, M. Fiedler, S. Baumgartner und N. Friedrich,<br />
voestalpine Böhler Welding Austria Vertriebs-GmbH,<br />
Kapfenberg<br />
1. Einleitung<br />
Im Behälter- und Anlagenbau ist seit geraumer Zeit ein enormer<br />
Kostendruck bei den Herstellern entstanden. Im Vergleich<br />
zum außereuropäischen Ausland sind die Fertigungskosten<br />
z.B. in weiten Teilen Asiens deutlich geringer als dies<br />
hierzulande der Fall ist. Vom Standpunkt der Qualität kann<br />
man heute nicht mehr ohne weiteres die Verarbeiter aus<br />
Fernost als unzureichend bezeichnen, da in den letzten Jahren<br />
enorme Fortschritte hinsichtlich der Qualitätsphilosophie<br />
und somit auch in der Güte der Verarbeitung stattgefunden<br />
haben. Auf der anderen Seite wurden sicherlich auch<br />
ökonomisch getriebene Abstriche hinsichtlich der Qualitätsansprüche<br />
auf Seiten der Kunden akzeptiert. Hierdurch ist<br />
ein verschärfter globaler Wettbewerb unter den Verarbeitern<br />
entstanden. Ein wesentlicher Teil der Fertigungskosten<br />
resultiert aus den Lohn- und Lohnnebenkosten, die im<br />
Bild 1: Schematische Darstellung der Abschmelzleistung der<br />
einzelnen Schweißprozesse.<br />
globalen Wettbewerb z.T. stark unterschiedlich ausfallen<br />
können. Um die Wettbewerbsfähigkeit trotz hoher Lohnkosten<br />
zu steigern, werden zunehmend Verarbeitungsverfahren<br />
evaluiert, die eine gesteigerte Produktivität erlauben.<br />
Das heißt, dass mehr Nahtvolumen pro Zeiteinheit hergestellt<br />
wird, was durch Abschmelzleistung sowie durch die<br />
sogenannten Schweißnebenzeiten beeinflusst wird. Unter<br />
diesen Aspekten ist der Einsatz von Metallschutzgasverfahren<br />
(MSG) mit Massiv- und (metallpulvergefülltem und<br />
rutilem) Fülldraht interessant, da diese Schweißverfahren im<br />
Vergleich zur Stabelektrode über eine höhere Abschmelzleistung<br />
verfügen und höhere Schweißgeschwindigkeiten<br />
erlauben (Bild 1). Das Unterpulverschweißverfahren erlaubt<br />
mit all seinen Varianten (Eindraht, Mehrdraht, etc.) noch<br />
wesentlich höhere Abschmelzleistungen, ist aber hinsichtlich<br />
der möglichen Schweißpositionen limitiert und wird<br />
üblicherweise für die Werkstattfertigung eingesetzt.<br />
Der Einsatz von MSG-Verfahren zum Verschweißen von<br />
warmfesten Stählen ist bis heute im Behälterbau eher die<br />
Ausnahme als die Regel. Der Vorbehalt gegenüber dem Einsatz<br />
von MSG Schweißverfahren im Behälterbau ist vornehmlich<br />
auf die unter gewissen Bedingungen bestehende<br />
Möglichkeit von Flanken- und Lagenbindefehlern beim MSG-<br />
Schweißen zurückzuführen. Unter sicherheitstechnischen<br />
Gesichtspunkten ist dies ein durchaus nachvollziehbarer<br />
Aspekt, der bis heute sowohl Abnehmer als auch Betreiber<br />
einen eher kritischen Standpunkt gegenüber dem Einsatz<br />
dieses Verfahrens einnehmen lässt. Flanken- und Lagenbindefehler<br />
können beim MSG Schweißen insbesondere<br />
beim Nahtanfang entstehen, wenn die mit dem Starten des<br />
Lichtbogens abschmelzende Elektrode auf den bis dato noch<br />
nicht vollständig aufgeschmolzenen Grundwerkstoff trifft.<br />
Ähnliches gilt auch für den Stoppvorgang. Früher war dies<br />
ein häufig anzutreffendes Problem und hat dazu geführt,<br />
dass das MSG Verfahren insbesondere für kritische Anwen-<br />
Bild 2: Einbrandprofil eines steigend verschweißten (a) 1,2 mm Massivdrahts, (b) 1,2 mm Fülldrahts. (c) schematische Darstellung des<br />
Tropfenübergangs.<br />
48 SCHWEISS- und PRÜFTECHNIK <strong>03</strong>-<strong>04</strong>/<strong>2019</strong>
Bild 3: Stammbaum der<br />
Chrom-Molybdän Stähle.<br />
dungen so gut wie ausgeschlossen wurde. Es ist jedoch anzumerken,<br />
dass sich die Stromquellentechnik innerhalb der<br />
letzten Jahre enorm weiterentwickelt hat und eigens Startund<br />
Stoppprogramme entwickelt wurden, die die Wahrscheinlichkeit<br />
für das Auftreten von Flanken- und Lagenbindefehler<br />
weitestgehend minimieren können. Die Lichtbogencharakteristik<br />
des Fülldrahts ist durch einen diffusen<br />
und globularen Tropfenübergang geprägt, der dazu beiträgt,<br />
dass der Grundwerkstoff sicherer aufgeschmolzen wird und<br />
ein breiteres Einbrandprofil erzeugt (Bild 2). Es muss aber<br />
auch erwähnt werden, dass heutzutage die Lichtbogencharakteristik<br />
bei modernen Stromquellen dermaßen<br />
modifiziert werden kann, dass auch bei der Verarbeitung<br />
von Massivdrähten ein glockenförmiger Lichtbogen erzeugt<br />
wird und das Einbrandprofil positiv beeinflusst werden kann.<br />
2. Chrom-Molybdän Stähle<br />
Die klassischen warmfesten Stähle, die heute im Anlagenund<br />
Behälterbau Einsatz finden, sind Entwicklungsstufen der<br />
Chrom-Molybdän Stähle, wie in Bild 3 dargestellt ist. Die<br />
Entwicklung zieht sich bereits über 100 Jahre und ist durch<br />
das zunehmende Erfordernis getrieben, die Einsatztemperaturen<br />
immer weiter zu erhöhen - insbesondere in der chemischen<br />
Industrie sowie im Bereich der zur thermischen Energieumwandlung<br />
eingesetzten Werkstoffe.<br />
Wie aus Bild 3 ersichtlich, wird mit jeder neuen Entwicklungsstufe<br />
der Komplexitätsgrad der Werkstoffe, ausgedrückt durch<br />
die Anzahl und Menge der Legierungselemente, immer größer.<br />
Molybdän steigert insbesondere die Warmfestigkeit. Chrom<br />
führt zum einen dazu, dass sich Chromkarbide ausscheiden,<br />
die wiederum die Warm- und Zeitstandfestigkeit erhöhen<br />
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SCHWEISS- und PRÜFTECHNIK <strong>03</strong>-<strong>04</strong>/<strong>2019</strong> 49
Bild 4: Abhängigkeit der Kerbschlagzähigkeit des Schweißguts<br />
schlackeführender Schweißprozesse nach entsprechender Wärmebehandlung<br />
von der Zeitstandfestigkeit artgleicher Grundwerkstoffe.<br />
und zum anderen wird die Mikrostruktur von ferritisch-perlitisch,<br />
wie z.B. beim 0,5Mo Typ in bainitisch-martensitisch<br />
(2,25Cr-1Mo Typen) oder voll-martensitisch (9-12% Cr-1Mo<br />
Typen) verändert. Ein Schlüsselelement zur Steigerung der<br />
Zeitstandfestigkeit ist Vanadium, das sich in diesen Stählen<br />
als fein verteiltes Vanadiumkarbonitrid ausscheidet. Die<br />
letzten Entwicklungsstufen sind dadurch charakterisiert,<br />
dass sie wolfram-, kobalt- und borlegiert sind, um die Zeitstandfestigkeit<br />
noch weiter zu erhöhen. Das bedeutet natürlich<br />
auch eine zunehmende Herausforderung für die schweißtechnische<br />
Verarbeitung dieser Stähle, da die zulässigen<br />
Verarbeitungsfenster immer schmaler werden, die Anforderungen<br />
an die mechanisch-technologischen Eigenschaften<br />
der Schweißverbindung aber immer schärfer werden.<br />
Es ist klar, dass durch die Steigerung der (Warm- bzw. Zeitstand-)<br />
Festigkeit eine Verringerung der Zähigkeit in Kauf<br />
genommen werden muss. Kritisch ist dies insbesondere in<br />
den aktuell entwickelten hochwarmfesten 9 bzw. 12%<br />
Chromstählen (Typ Grade 93 bzw. MARBN und Super VM12).<br />
Bild 4 zeigt die Abhängigkeit der Kerbschlagzähigkeit des<br />
wärmebehandelten Schweißguts von der Zeitstandfestigkeit<br />
des zu verschweißenden Grundwerkstoffs. Es wird ersichtlich,<br />
dass die Verarbeitung insbesondere der neuen hochwarmfesten<br />
9-12% angelassenen martensitischen Chromstähle<br />
eine enorme Herausforderung darstellt und die von der<br />
Verarbeitung von 10CrMo9-10 oder X10CrMoVNb9-1 (P91)<br />
gewohnten relativ hohen Kerbschlagzähigkeit nicht mehr<br />
erreicht werden können. Die erreichbaren Kerbschlagarbeiten,<br />
insbesondere bei Verwendung von rutilen Fülldrähten,<br />
liegen üblicherweise auf einem niedrigeren Niveau als<br />
z.B. bei artgleichen basischen Stabelektroden.<br />
3. Fülldrähte zum MSG-Schweißen von Chrom-Molybdän<br />
Stähle<br />
Fülldrähte unterscheiden sich im Wesentlichen durch die<br />
Charakteristik des Füllpulvers sowie darin, ob die Fülldrähte<br />
nahtlos- oder formverschlossen sind. Nahtlose Fülldrähte<br />
haben den wesentlichen Vorteil, dass sie kupferbeschichtet<br />
werden können und auch nach längerer Lagerung kaum<br />
Feuchtigkeit (Wasserstoff) aufnehmen. Hinsichtlich des<br />
Füllpulvers unterscheidet man rutile, basische und Metall-<br />
Tabelle 1: Fülldrahtportfolio zur artgleichen Verarbeitung von Chrom-Molybdän Stählen<br />
50 SCHWEISS- und PRÜFTECHNIK <strong>03</strong>-<strong>04</strong>/<strong>2019</strong>
Bild 5: Links: Larson-Miller Darstellung der durchgeführten Zeitstandversuche an reinem Schweißgut. Rechts: metallografische Auswertung<br />
einiger gebrochenen Zeitstandproben [1].<br />
pulverfülldrähte. Im Gegensatz zu den Metallpulverfülldrähten<br />
bilden die rutilen und basischen Fülldrähte beim<br />
Verschweißen eine Schlacke, welche das Schweißbad modellierbar<br />
macht. Insbesondere jene Fülldrähte mit rutilen<br />
Bestandteilen und schnell erstarrender Schlacke können<br />
auch in Zwangslagen sicher verarbeitet werden. Metallpulverfülldrähte<br />
stellen den Gegenpart zu den Massivdrähten dar<br />
und haben zusätzlich den Vorteil eines nahezu spritzerfreien<br />
Schweißverhaltens. Im Vergleich zu den schlackeführenden<br />
Fülldrähten bilden sie keine vollkommene Schlackenabdeckung,<br />
sondern nur geringe Anteile von Schlackeninseln,<br />
bedingt durch den Desoxidationsprozess.<br />
Eine zusammenfassende Darstellung der bei der voestalpine<br />
Böhler Welding verfügbaren (Metallpulver-) Fülldrähte für<br />
die artgleiche Verschweißung von Chrom-Molybdän-Stählen<br />
ist in Tabelle 1 wiedergegeben.<br />
Die Landschaft der TÜV-Zulassungen von warmfesten Fülldrähten<br />
ist im Vergleich zur Stabelektrode bzw. Zusätzen für<br />
WIG oder UP relativ übersichtlich, was daraus resultiert,<br />
dass die Nachfrage für Fülldrähte im Druckbehälterbau<br />
aufgrund der oben beschriebenen Bedenken gering ist. Im<br />
Bild 6: Einsatz von Fülldrahtprodukten innerhalb und außerhalb<br />
Europas zur Fertigung von Rohrleitungskomponenten aus P91,<br />
eines Turbinenanschlüsse (CB2 an P92) sowie eines Stahlkonverters<br />
aus 16Mo3 (Bilder: voestalpine Böhler Welding Austria)<br />
Rahmen der TÜV Erstzulassung werden auch Zeitstandversuche<br />
am reinen Schweißgut und in besonderen Fällen<br />
auch an der Schweißverbindung durchgeführt. Bild 5 zeigt<br />
im Rahmen der TÜV Zulassung ermittelte Ergebnisse aus<br />
Zeitstandversuche an P91 Fülldrähten im Vergleich zu den<br />
durchgeführten Zeitstandversuchen an P91 Schweißgut der<br />
anderen Schweißprozesse (UP, E-Hand).<br />
Insgesamt sind in dem Diagramm Zeitstandwerte mit einer<br />
max. Prüfdauer von über 56.000h im Temperaturbereich von<br />
575 bis 625 C dargestellt. Die Ergebnisse zeigen, dass die Zeitstandfestigkeit<br />
des Fülldraht-Schweißguts auf dem Niveau<br />
des Grundwerkstoffs, innerhalb des typischen Streubereichs<br />
liegt und es keine signifikanten Unterschiede zwischen den<br />
Schweißgütern der unterschiedlichen Schweißprozesse gibt.<br />
4. Einsatzmöglichkeiten und Grenzen<br />
Wie oben bereits angemerkt ist der Einsatz der MSG-Prozesse<br />
135, 136 und 138 im Druckbehälterbau in Europa bisher<br />
nicht sehr verbreitet. Einsatz finden die oben beschriebenen<br />
Fülldrähte z.B. bei der Verarbeitung von Chrom-Molybdän<br />
Stählen für Komponenten, die nicht unter der Druckgeräterichtlinie<br />
fallen. Hervorzuheben sind hier u.a. die Herstellung<br />
von Konvertern für die Stahlindustrie sowie Fertigungsund<br />
Reparaturschweißungen an Turbinengehäusen. Außerhalb<br />
Europas werden Fülldrähte durchaus auch für kritische<br />
Komponenten im Behälter- und Anlagenbau eingesetzt.<br />
Anwendungsbeispiel sind hier z.B. der Einsatz von 1¼ Cr-<br />
0,5Mo oder 2¼ Cr-1Mo Fülldrähten für die Fertigung von<br />
FCC Reaktoren für die petrochemische Industrie oder auch<br />
P91 Fülldrähte für Rohrverbindungen im Kraftwerksbau.<br />
Einige Anwendungsbeispiele sind in Bild 6 wiedergegeben.<br />
Für den Verarbeiter ergeben sich mehrere Vorteile. Zum<br />
einen lassen sich durch den Einsatz von Fülldrähten im<br />
Vergleich zur Stabelektrode die Fertigungszeiten deutlich<br />
verkürzen. Der Prozess bietet außerdem die Möglichkeit der<br />
Automatisierung und die Wärmeinbringung und die damit<br />
verbundene Schrumpfung ist im Vergleich zur Stabelektrode<br />
oder WIG meist deutlich geringer [2]. Insbesondere in der<br />
SCHWEISS- und PRÜFTECHNIK <strong>03</strong>-<strong>04</strong>/<strong>2019</strong> 51
Bild 7: Links: Abhängigkeit des diffusiblen Wasserstoffgehalts in nahtlosen und formverschlossenen Fülldrähten von der Auslagerungszeit.<br />
Rechts: Diffusible Wasserstoffgehalte einer Draht-Pulverkombination nach Variation der Temperaturführung.<br />
chemischen Industrie gibt es z.B. für die Verarbeitung der<br />
warmfesten Stähle 13CrMo4-5 oder 10CrMo9-10 Anforderungen<br />
an die Kerbschlagzähigkeit die je nach Regelwerk wie<br />
z.B. API 934, bis -30°C reichen können [3,4]. Gleichwohl MSG<br />
Schweißen mit Fülldrähten nicht explizit ausgeschlossen<br />
sind, haben sich bisher die (rutilen) Fülldrähte relativ schwer<br />
getan die geforderten 54 J bei -18 bzw. -29°C zu erreichen.<br />
Wie bei den Umhüllungstypen einer Stabelektrode oder<br />
beim Pulver für das Unterpulverschweißen hat die Pulvercharakterisitk<br />
der Fülldrähte Auswirkungen auf die mechanisch-technologischen<br />
Eigenschaften. Fülldrähte mit rutilen<br />
Charakter lassen sich aufgrund der schnell erstarrenden<br />
Schlacke auch in Zwangslagen verarbeiten, zeigen jedoch<br />
auch die für rutile Typen typischen vergleichsweise niedrigeren<br />
Kerbschlagenergien. Diese werden im Vergleich zu den<br />
basischen Typen im Allgemeinen auf den höheren Sauerstoffgehalt<br />
im Schweißgut zurückgeführt. Die Kunst ist es,<br />
für den Hersteller eine Rezeptur zu entwickeln, die zum einen<br />
die zuverlässige Verschweißung in Zwangslagen ermöglicht,<br />
zum anderen aber auch die geforderten mechanischen<br />
Eigenschaften sicher erzielt.<br />
Ein weiterer Punkt, der immer wieder diskutiert wird, ist der<br />
diffusible Wasserstoffgehalt im Schweißgut. Die Diskussion<br />
ist natürlich nicht nur auf den Fülldraht begrenzt sondern<br />
umfasst auch die Stabelektrode und das Unterpulverschweißen.<br />
Bei der Stabelektrode oder beim Unterpulverschweißen<br />
lässt sich der diffusible Wasserstoffgehalt sehr gut durch die<br />
Praxis der Rücktrocknung schnell und unkompliziert kontrollieren.<br />
Wie aus Bild 7 ersichtlich ist, steigt der Gehalt an<br />
diffusiblem Wasserstoff bei den formverschlossenen Fülldrähten<br />
im Laufe der Auslagerung an, was bei den nahtlosen<br />
Fülldrähten so nicht beobachtet wird. Es muss jedoch beachtet<br />
werden, dass die Verarbeitung von warmfesten Stählen<br />
in der Regel mit einer entsprechenden Vorwärmung des<br />
Grundwerkstoffs (z.B. 200°C) sowie der Einhaltung einer<br />
definierten Zwischenlagentemperaturspanne (z.B. 250°C-<br />
300°C) einhergeht und die zumeist dickwandigen Komponenten<br />
auch relativ langsam abkühlen. Ab ca. 150°C nimmt<br />
die Diffusionsfähigkeit von Wasserstoff deutlich zu [5],<br />
woraus erwartet werden kann, dass bereits während des<br />
Schweißens ein großer Anteil des diffusiblen Wasserstoffs<br />
effundieren kann, was auch durch Versuche an einer S2Ni-<br />
Mo/SAFB65DC Draht-Pulver-Kombination nachgewiesen<br />
wurde [7]. Die zunehmende Forderung nach immer geringeren<br />
Wasserstoffeinstufungen der Schweißzusatzwerkstoffe<br />
erscheint daher zumindest für die warmfesten Chrom-<br />
Molybdän Qualitäten aus technischer Sicht nicht notwendig.<br />
Abschließend lässt sich festhalten, dass der Einsatz des MSG<br />
Schweißens mit Fülldrähten insbesondere im Vergleich zur<br />
Stabelektrode wirtschaftliche Vorteile bietet, welche im<br />
außereuropäischen Ausland auch genutzt werden. Die aktuellen<br />
Regelwerke lassen die MSG-Schweißverfahren im Druckbehälterbau<br />
auch in Europa im Allgemeinen zu, werden aber<br />
im Rahmen von Kundenspezifikationen häufig ausgeschlossen.<br />
Die Gefahr von Bindefehlern ist aufgrund moderner<br />
Lichtbogencharakteristiken nicht so hoch wie oft angenommen.<br />
Hinsichtlich der Zeitstandfestigkeit zeigen sich keine<br />
Nachteile der Fülldrähte im Vergleich zu den anderen<br />
Schweißverfahren. Die Kerbschlagzähigkeit, insbesondere<br />
der rutilen Fülldrähte, liegt unterhalb der Werte für die artgleiche<br />
Stabelektrodenschweißung. Hier muss man aber<br />
im Einzelfall klären, ob die entsprechenden Anforderungen<br />
erfüllt werden können oder, ob der Einsatz von basischen<br />
oder Metallpulverfülldrähten möglich ist.<br />
Schrifttum<br />
[1] Baumgartner, S. et al, Zeitstandeigenschaften eines P91<br />
Fülldrahtschweißguts, 40. Vortragsveranstaltung der<br />
Arbeitsgemeinschaft warmfester Stähle und Hochtemperaturwerkstoffe,<br />
Düsseldorf, 2017<br />
[2] Seydel, R., MSG-Schweißen an Druckgeräten – Historie,<br />
Mythos oder Realität, DVS Berichte Band 341, 2018<br />
[3] API Recommended Practice 934-A Second Edition, May 2008<br />
[4] API Recommended Practice 934-C First Edition, May 2008<br />
[5] Grimm F., Keine Angst vor Wasserstoff beim Schweißen,<br />
Hochschulpraktikum, Ruhr Universität Bochum, 14./15.<br />
Februar 2018<br />
•<br />
Die Autoren<br />
Dr. Ing. Ronny Krein: voestalpine Böhler Welding Deutschland<br />
GmbH; DI. Dr. mont. Michael Fiedler: voestalpine Böhler<br />
Welding Austria GmbH; DI. Mag. Dr. Susanne Baumgartner:<br />
voestalpine Böhler Welding Austria GmbH; Ing. Norbert<br />
Friedrich: voestalpine Böhler Welding Austria Vertriebs-GmbH<br />
52 SCHWEISS- und PRÜFTECHNIK <strong>03</strong>-<strong>04</strong>/<strong>2019</strong>
GIFA, METEC, THERMPROCESS und NEWCAST <strong>2019</strong>:<br />
Hotspot der weltweiten Gießerei- und Metallurgietechnik<br />
Unter dem Slogan „The Bright World of Metals“ steht der<br />
gemeinsame Auftritt der vier Technologie-Messen GIFA<br />
(Internationale Giesserei-Fachmesse), METEC (Internationale<br />
Metallurgie-Fachmesse), THERMPROCESS (Internationale<br />
Fachmesse für Thermoprozesstechnik) und<br />
NEWCAST (Internationale Fachmesse für Gussprodukte)<br />
vom 25. bis 29. Juni <strong>2019</strong> in Düsseldorf.<br />
Das GMTN-Messequartett deckt das gesamte Spektrum von<br />
Gießereitechnik, Gussprodukten, Metallurgie und Thermoprozesstechnik<br />
umfassend ab. Erwartet werden über 2.000<br />
Aussteller und rund 78.000 Fachbesucher aus der ganzen<br />
Welt.<br />
Der zweite wichtige Erfolgsfaktor der „Bright World of<br />
Metals“ sind die internationalen Kongresse und Branchentreffs<br />
wie GIFA-Treff, den European Steel Technology and<br />
Application Days/ESTAD, der European Metallurgical Conference/EMC,<br />
dem THERMPROCESS-Symposium oder dem<br />
NEWCAST-FORUM. Eine große Rolle spielen Preisverleihungen<br />
wie der NEWCAST-Award und Sonderschauen wie die<br />
der Forschungsgemeinschaft Industrieofenbau e. V. im<br />
VDMA/FOGI für die unterschiedlichen Industriebereiche.<br />
Premiere hat die Sonderschau Additive Manufacturing auf<br />
der GIFA. Die GIFA ist der Brennspiegel technologischer<br />
Highlights und Innovationen für die gesamte Wertschöpfungskette<br />
der Gießtechnik – so auch in <strong>2019</strong> wieder. Über<br />
900 Aussteller aus allen maßgeblichen Ländern werden sich<br />
präsentieren.<br />
Mit der ecoMetals Kampagne greift das GMTN-Quartett ein<br />
aktuelles Thema auf. Im Zentrum stehen die Aspekte Ressourcen-<br />
und Energieeffizienz, Klimaschutz sowie innovative<br />
Verfahren und Produkte. Aussteller, die zu mindestens einem<br />
dieser Themen Produkte, Lösungen oder Verfahrensschritte<br />
präsentieren, melden sich damit beim GMTN-Team<br />
an. Die Besucher wiederum können sich mittels einer spezielle<br />
Broschüre oder online über das Aussteller-Angebot zur<br />
ecoMetals informieren. Darüber hinaus wird es geführte<br />
Touren für interessierte Besucher geben.<br />
Die NEWCAST ist pünktlich zu ihrer fünften Auflage eine bedeutende<br />
internationale Messe geworden. Über 400 Aussteller<br />
demonstrieren wie global die Produktion von Gussteilen<br />
geworden ist.<br />
Auch die METEC mit Kongressen wird zu ihrer 10. Auflage an<br />
den Erfolg aus 2015 anschließen: Über 500 Aussteller aus<br />
aller Welt präsentieren Anlagen zur Roheisen-, Stahl- oder<br />
NE-Metall-Erzeugung bzw. zum Vergießen oder zur Formgebung<br />
von Stahl ebenso wie Ausrüstungen & Komponenten<br />
für Hütten- und Walzwerke sowie Stahlwerke. Erstmals werden<br />
auf der METEC auch geschmiedete Teile gezeigt.<br />
Mit rund 50 Prozent Auslandsbeteiligung und rund 300 Ausstellern<br />
gehört die THERMPROCESS ebenfalls zu den weltweiten<br />
Leitmessen und ist für die internationalen Ausrüster<br />
ein Muss. Es werden technologische Trends rund um Industrieöfen,<br />
industrielle Wärmebehandlungsanlagen und thermische<br />
Verfahren für Edelmetalle, Hartmetalle, Keramik, Stahl<br />
und Eisen sowie im Bereich Bauelemente und Ausrüstungen<br />
sowie Betriebs- und Hilfsstoffe gezeigt.<br />
Weitere Informationen: www.gifa.de, www.metec.de, www.<br />
thermprocess.de, www.newcast.de und www.tbwom.com •<br />
(Dieser Beitrag entstand aus Unterlagen der Messe Düsseldorf)<br />
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SCHWEISS- und PRÜFTECHNIK <strong>03</strong>-<strong>04</strong>/<strong>2019</strong> 53
Elektronenstrahl-Schweißungen eines<br />
martensitischen Chromstahls mit lokalem Legieren<br />
■■<br />
A. Rabl, F. Pixner, B. Duarte, C. Béal und N. Enzinger<br />
TU Graz, IMAT<br />
Abstract<br />
Martensitische Chromstähle sind bevorzugte Werkstoffe<br />
für Hochtemperaturkomponenten in thermischen Kraftwerken.<br />
Frühere Untersuchungen ergaben, dass durch den<br />
Einsatz von MarBN-Stahl (Martensitische, bor- und stickstofflegierte<br />
Chromstähle) die minimale Kriechrate deutlich<br />
reduziert werden kann. Durch die Verwendung dieses<br />
Stahles wird außerdem die Bildung der Feinkornzone innerhalb<br />
der Wärmeeinflusszone (WEZ) unterdrückt. Dieser Bereich<br />
der WEZ ist besonders anfällig auf Fehler des Typs IV,<br />
die einzige klassifizierte Rissart, welche unabhängig vom<br />
Schweißprozess und der Wärmenachbehandlung nach<br />
langzeitiger Kriechbelastung auftritt. Durch den Einsatz des<br />
Elektronenstrahlschweißens kann die Gesamtbreite der<br />
WEZ im Vergleich zu herkömmlichen Lichtbogenschweißverfahren<br />
deutlich reduziert werden.<br />
Voruntersuchungen von elektronenstrahlgeschweißtem<br />
MarBN-Stahl zeigten immer wieder Probleme mit Heißrissen<br />
im Schweißgut. Es wurden verschiedene Lösungsansätze<br />
ausprobiert, jedoch konnten damit keine zufriedenstellenden<br />
Ergebnisse erzielt werden. In dieser Arbeit wurde die<br />
chemische Zusammensetzung des Schweißguts durch<br />
Zugabe von konventionellem 9% Cr-Stahl als Zusatzwerkstoff<br />
modifiziert. Damit wurde die Schweißnaht lokal chemisch<br />
verändert und es war erstmalig möglich, fehlerfreie<br />
Verbindungen herzustellen.<br />
Einleitung<br />
Durch die stetig wachsende Energienachfrage und den damit<br />
verbundenen Anstieg an Emissionen ist es notwendig,<br />
hocheffiziente thermische Kraftwerke zu entwickeln. Die<br />
Steigerung des Wirkungsgrades der Dampfkraftwerke wird<br />
durch eine Erhöhung der Dampfparameter (T, p) erreicht.<br />
Diese Anforderungen stellen Werkstoffhersteller und in weiterer<br />
Folge die Schweißtechnik vor große Herausforderungen<br />
hinsichtlich verbesserter Kriech- und Oxidationsbeständigkeit<br />
der verwendeten Werkstoffe im Langzeiteinsatz. [1–3]<br />
Martensitische 9-12% Chromstähle, welche kontrolliert mit<br />
Bor und Stickstoff legiert sind (MarBN), wurden speziell für<br />
Betriebstemperaturen bis 650 °C entwickelt. Durch das in<br />
der Matrix gelöste Bor, das als Mischkristallverfestiger und<br />
Stabilisator für M 23<br />
C 6<br />
-Ausscheidungen dient, wird die Vergröberung<br />
der M 23<br />
C 6-<br />
Ausscheidungen reduziert, so dass der<br />
Beginn des tertiären Kriechens erst nach längeren Laufzeiten<br />
eintritt. [4] Durch Zulegieren von Stickstoff bilden sich fein<br />
verteilte Vanadium- und Niobreiche MX-Carbonitride, welche,<br />
bedingt durch die Teilchenhärtung, zu einer Reduktion<br />
der Kriechgeschwindigkeit beitragen. [4–6]<br />
Die mikrostrukturellen Änderungen des Gefüges in der WEZ,<br />
welche aus der thermischen Einwirkung des Fügeprozesses<br />
resultieren, sind anfällig für vorzeitige Rissbildung unter Betriebsbedingungen.<br />
Der dominierende Versagensmodus<br />
wird als Rissbildung Typ IV bezeichnet und tritt in der Feinkornzone<br />
der WEZ auf. [3] Durch die kontrollierte Zugabe<br />
von Bor und Stickstoff kann die Feinkornbildung in der WEZ<br />
teilweise unterdrückt werden. [7]<br />
Für diese Arbeit wurde das Elektronenstrahlschweißverfahren<br />
(EBW) zum Fügen des MarBN-Stahls NPM1-P eingesetzt.<br />
Der Schweißprozess zeichnet sich durch eine sehr hohe<br />
Energiedichte (~10 7 W cm -2 ) und hohe Schweißgeschwindigkeiten<br />
aus, wodurch tiefe und schmale Schweißnähte mit<br />
einer schmalen WEZ herstellbar sind. Aufgrund der hohen<br />
Leistungsdichte des Prozesses verdampft das Material sofort<br />
und erzeugt eine Dampfkapillare. Mit diesem sogenannten<br />
Keyhole ist es möglich, sehr dicke Querschnitte ohne Einsatz<br />
von Zusatzwerkstoffen einlagig zu fügen. Aufgrund der hohen<br />
Schweißgeschwindigkeit erfolgt auch die Erstarrung<br />
sehr schnell, wodurch es zur Ausbildung eines feinen Gefüges<br />
innerhalb der Fusionszone kommt. [8,9]<br />
Voruntersuchungen von elektronenstrahlgeschweißtem<br />
MarBN-Stahl zeigten jedoch ein wiederkehrendes Problem<br />
mit Heißrissen im Schweißgut. Es wurde eine systematische<br />
Parameterstudie durchgeführt, um den Einfluss unterschiedlicher<br />
Schweißparameter auf das Schweißergebnis zu untersuchen.<br />
Durch den Einsatz des so genannten Focus Wobblings<br />
war es möglich, die Heißrissproblematik zu reduzieren, jedoch<br />
nicht vollständig zu unterbinden. [10]<br />
Da durch Anwendung des Focus Wobblings keine fehlerfreien<br />
Schweißungen hergestellt werden konnten, wurde die Beeinflussung<br />
der chemischen Zusammensetzung der Verbindungen<br />
sowie das Verhalten bei der Erstarrung genauer<br />
untersucht. Durch den Einsatz eines artgleichen Zusatzwerkstoffes<br />
sollte die Bildung von Heißrissen innerhalb der<br />
Fusionszone verhindert werden. [11–13] In dieser Studie<br />
wurde der Zusatzwerkstoff in Blechform zwischen die Fügeteile<br />
eingebracht. Über die Auswahl des Zusatzwerkstoffs<br />
und die minimal erforderliche Aufmischung zur Herstellung<br />
einer heißrissfreien Verbindung wird hier berichtet.<br />
Versuchsdurchführung<br />
Werkstoffe<br />
Für alle im Rahmen dieser Arbeit durchgeführten Schweißversuche<br />
wurde die Schmiedevariante NPM1-P verwendet.<br />
[14] Die chemische Zusammensetzung des Grundwerkstoffs<br />
ist in Tabelle 1 gegeben.<br />
54 SCHWEISS- und PRÜFTECHNIK <strong>03</strong>-<strong>04</strong>/<strong>2019</strong>
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werden gleichermaßen angesprochen.<br />
Auch in diesem Jahr wird die Kooperation zwischen der SCHWEISSEN und der ÖGS fortgeführt. In den 6 freizugänglichen<br />
Workshops können sich die Besucher über folgende Themen informieren:<br />
1. Ausbildung, Weiterbildung und Arbeitssicherheit in der Schweißtechnik<br />
2. Metal Additive Manufacturing<br />
3. Schweißen: Mechanisierung, Automatisierung, Roboter<br />
4. Qualität und Schweißnaht<br />
5. Normänderungen EN 1090 und Schweißtechnik<br />
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Die SCHWEISSEN wurde 2015 von Reed Exhibitions erstmals als eigenständige Fachmesse im Design Center Linz präsentiert.<br />
Die Grundlage der Neukonzeption hatten der Transfer in den Österreichischen Zentralraum mit starken Industriezonen<br />
sowie der neue Vier-Jahres-Turnus gebildet. Eine Entscheidung, die nicht nur von der gesamten Branche befürwortet<br />
worden war, sondern sich auch als goldrichtig erweisen sollte, wie der Premierenerfolg 2015 bewiesen hat.<br />
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Dienstag, 10.09. bis Donnerstag, 12.09.<br />
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SCHWEISS- und PRÜFTECHNIK <strong>03</strong>-<strong>04</strong>/<strong>2019</strong> 55
C Mn Cr Mo Co W V Nb N B Fe<br />
[Gew.-%] 0.07 0.5 9.0 0.05 2.9 2.9 0.2 0.05 0.01 0.01 Bal.<br />
Tabelle 1: Chem. Zusammensetzung<br />
des MarBN<br />
Stahls NPM1-P in Gew.-%<br />
[Gew.-.%] C Mn Cr Mo Co W V Nb N B Fe<br />
min. 0.08 0.30 8.0 0.85 - - 0.18 0.06 0.<strong>03</strong> -<br />
Bal.<br />
max. 0.12 0.60 9.5 1.05 - - 0.25 0.10 0.07 -<br />
Tabelle 2: Chem. Zusammensetzung<br />
von P91 in<br />
Gew.-% [17]<br />
Vor dem Schweißen wurde der Grundwerkstoff einer Qualitätswärmebehandlung<br />
unterzogen, um ein angelassenes<br />
martensitisches Gefüge mit M 23<br />
C 6<br />
und MX-Ausscheidungen<br />
zu erhalten, welche für die guten Kriecheigenschaften<br />
verantwortlich sind. [15] Die Wärmebehandlung setzt sich<br />
aus Normalisieren bei 1120 °C für 1 h, anschließender Luftkühlung,<br />
gefolgt von zwei Anlassvorgängen bei 750 °C für je<br />
3 h und anschließender Luftkühlung zusammen. [16]<br />
Da vermutet wird, dass Bor die Heißrissbildung fördert,<br />
wurde in dieser Arbeit der Einfluss von Bor (und Stickstoff)<br />
auf die Heißrissanfälligkeit untersucht und der B-Gehalt<br />
lokal im Bereich der Fusionszone reduziert. Daher wurde<br />
als Zusatzwerkstoff der martensitische 9% kriechbeständige<br />
Cr-Stahl P91 verwendet. Die chemische Zusammensetzung<br />
ist in Tabelle 2 angeführt.<br />
Die verwendeten Stähle weisen eine sehr ähnliche chemische<br />
Zusammensetzung auf, jedoch enthält P91 kein B, Co<br />
und W. [18].<br />
Schweißstrom I<br />
Beschleunigungsspannung U<br />
Schweißgeschwindigkeit u<br />
Streckenenergie E<br />
Strahlfigur<br />
Strahldurchmesser<br />
Arbeitsabstand<br />
Fokus Wobbling<br />
Fokuslage<br />
Fokusänderung<br />
Frequenz<br />
150 mA<br />
120 kV<br />
8.0 mm/s<br />
22.5 kJ/cm<br />
Kreis<br />
0.5 mm<br />
800 mm<br />
-40 mm<br />
15 mm<br />
500 Hz<br />
Tabelle 3: Optimierte Schweißparameter für die Versuchsschweißungen<br />
Schweißversuche<br />
Für die Schweißversuche wurde die pro-beam EBG 45-150<br />
K14 Elektronenstrahlschweißanlage des Instituts für Werkstoffkunde,<br />
Fügetechnik und Umformtechnik (IMAT) der TU<br />
Graz verwendet, welche mit einem 150 kV - 45 kW Generator<br />
ausgestattet ist. Alle Versuche wurden in Wannenlage (PA)<br />
mit bereits optimierten Parametern (Tabelle 3) durchgeführt.<br />
Um die Heißrissanfälligkeit des als Zusatzwerkstoff vorgesehenen<br />
Stahltyps zu untersuchen, wurden in einem ersten<br />
Schritt Blindschweißungen am Grundwerkstoff P91 durchgeführt<br />
und diese Ergebnisse mit jenen, des NPM1 verglichen.<br />
Zerstörungsfreie Prüfung und metallographische Untersuchungen<br />
der P91-Schweißungen wiesen im Gegensatz zu<br />
reinen NPM1 Schweißungen keine Heißrisse im Schweißgut<br />
auf. Aufgrund der geringeren Heißrissneigung des P91 wurde<br />
für alle weiteren Schweißversuche P91 als Zusatzwerkstoff<br />
für das Fügen von NMP1 verwendet.<br />
Basierend auf den Kenntnissen der Heißrissneigung des konventionellen<br />
9% Cr-Stahls, wurde bei weiteren Versuchen<br />
die chemische Zusammensetzung des Schweißguts an Verbindungsschweißungen<br />
zwischen NPM1 und P91 graduell<br />
verändert. Dazu wurde ein P91 Grundwerkstoff mit einem<br />
NPM1 Grundwerkstoff unter einem Winkel von 1° verschweißt<br />
(Abbildung 1a).<br />
Durch diesen Versuchsaufbau konnte eine variable Aufmischung<br />
erreicht werden. Verschiedene Querschnitte entlang<br />
der Schweißnaht repräsentieren verschiedene Aufmischungen,<br />
welche systematisch untersucht wurden. Es hat sich<br />
gezeigt, dass mit zunehmendem Anteil an P91 die Heißrissneigung<br />
deutlich gesunken ist.<br />
Basierend auf diesen Ergebnissen wurden weitere Schweißversuche<br />
mit P91 als Zusatzwerkstoff durchgeführt. Dazu wurde<br />
ein P91 Blech zwischen den NPM1 Grundwerkstoffen platziert<br />
(Abbildung 1b) und mit den gleichen Parametern wie bei<br />
den Vorversuchen verschweißt. Um den Einfluss der Aufmi-<br />
Abbildung 1: Versuchsaufbau<br />
Verbindungsschweißungen<br />
a) mit einem Winkel von<br />
1° zwischen den zwei<br />
Werkstoffen und<br />
b) mit P91 als Zusatzwerkstoff<br />
56 SCHWEISS- und PRÜFTECHNIK <strong>03</strong>-<strong>04</strong>/<strong>2019</strong>
Abbildung 2: Übersicht und<br />
REM Detailaufnahmen von<br />
Schweißverbindungen mit<br />
einem<br />
a) 1.5 mm dicken Zusatzblech<br />
(60% P91) und<br />
b) 2.0 mm dicken Zusatzblech<br />
(80% P91)<br />
schung zu untersuchen wurden drei verschieden dicke Bleche<br />
(1.5 mm, 2.0 mm und 2.5 mm) als Zusatzwerkstoff verwendet.<br />
Ergebnisse und Diskussion<br />
Gefüge<br />
Für die Charakterisierung der Verbindungsschweißungen<br />
mit Zusatzwerkstoff wurden Querschnitte mit metallographischen<br />
Standardmethoden vorbereitet. Lichtmikroskopische<br />
Untersuchungen des NPM1 Grundwerkstoffes zeigen<br />
ein Gefüge aus angelassenem Martensit als Ergebnis der<br />
durchgeführten Qualitätswärmebehandlung.<br />
Um allfällige Schweißdefekte zu charakterisieren wurden<br />
rasterelektronenmikroskopische (REM) Untersuchungen<br />
durchgeführt. Abbildung 2a zeigt einen Überblick der Verbindung<br />
mit 1.5 mm dickem Zusatzwerkstoff. In Kombination<br />
mit den Schweißparametern entspricht das einer Mischung<br />
von ca. 60% P91 und 40% NPM1. Zahlreiche Ungänzen<br />
wurden als Heißrisse identifiziert.<br />
Die Verbindung, welche mit einem 2 mm dicken Zwischenblech<br />
(ca. 80% P91 und 20% NPM1) geschweißt wurde, zeigt<br />
keine Heißrisse, Abbildung 2b. Die REM Untersuchung zeigt<br />
vereinzelt Poren und Bindefehler in der Naht. Die Variante<br />
mit einem 2.5 mm dicken Zusatzblech weist deutlich mehr<br />
Anbindungsfehler auf, was auf die Dicke des Zusatzwerkstoffes<br />
bei konstanten Schweißparametern zurück zu führen ist.<br />
Aufgrund der zufriedenstellenden Ergebnisse mit dem 2 mm<br />
Zwischenblech wurde mittels EDX Linienscans die homogene<br />
Verteilung der Elemente an verschiedenen Bereichen des<br />
Querschnittes nachgewiesen, Abbildung 3.<br />
Chemische Zusammensetzung der Fusionszone<br />
Um die Machbarkeit des lokalen Legierens nachzuweisen,<br />
wurde eine chemische Analyse mittels optischer Emissionsspektroskopie<br />
an Querschnitten der Verbindungsschweißungen,<br />
welche mit 1.5 und 2 mm dicken Zusatzblechen<br />
gefertigt wurden, durchgeführt. Zusätzlich wurde eine Blindschweißung<br />
des NPM1 als Referenzwert erfasst. Die Ergebnisse<br />
sind in Tabelle 4 dargestellt.<br />
Härtemessung<br />
Die Härtemessungen wurden entsprechend EN ISO 6507-<br />
1:2016 mit einer EMCO TEST M1C 010 mit einer Prüflast von<br />
1 kg und einer Prüfdauer von 15 s durchgeführt.<br />
Abbildung 4 zeigt die Härteverteilung der Verbindung mit<br />
einem 2 mm dicken Zusatzwerkstoffblech im Vergleich zu<br />
SCHWEISS- und PRÜFTECHNIK <strong>03</strong>-<strong>04</strong>/<strong>2019</strong> 57
Abbildung 3: EDX Linienscan der Variante mit 2 mm dicker Zwischenschicht (rot umrahmter Bereich zeigt den Bereich der Fusionszone)<br />
den Schweißungen der beiden Grundwerkstoffe. Alle drei<br />
Härteverteilungen zeigen eine deutlich erhöhte Härte im<br />
Schweißgut sowie einen Härteabfall im Übergang von der<br />
WEZ in das Schweißgut. Dieser Härteabfall lässt sich durch<br />
Deltaferrit erklären, welcher während des Schweißprozesses<br />
in diesem Bereich der Schweißnaht entsteht. [21,22]<br />
Die Härtesteigerung im Schweißgut ist auf das feinkörnige<br />
Gefüge und den frisch gebildeten Martensit zurückzuführen.<br />
[23] Der NPM1 Grundwerkstoff ist mit einer Härte von<br />
ca. 250 HV im Vergleich zum P91 Grundwerkstoff (ca. 230 HV)<br />
etwas härter. Das Schweißgut des NPM1 weist eine Härte<br />
von ca. 4<strong>04</strong> HV1 auf, hingegen wurde im Schweißgut von<br />
P91 eine Härte von ca. 390 HV1 gemessen. Die Härte im<br />
Schweißgut der Verbindungsschweißung mit Zusatzwerkstoff<br />
liegt die bei 440 HV1.<br />
Zusammenfassung und Schlussfolgerung<br />
Voruntersuchungen des elektronenstrahlgeschweißten<br />
MarBN-Stahls NPM1 zeigten eine wiederkehrende Heißrissproblematik<br />
im Schweißgut. Um dieses Problem zu<br />
C Mn Cr Mo Co W V Nb N B Fe<br />
1.5 mm 0.112 0.443 9.12 0.783 0.492 0.453 0.207 0.069 0.<strong>04</strong>2 0.001 Bal.<br />
2 mm 0.107 0.440 9.09 0.590 1.052 1.099 0.2<strong>04</strong> 0.063 0.024 0.0<strong>03</strong> Bal.<br />
NPM1 0.082 0.465 8.96 0.060 2.950 2.947 0.195 0.053 0.016 0.0076 Bal.<br />
Tabelle 4: Chem.<br />
Zusammensetzung der<br />
Fusionszone nach Verwendung<br />
unterschiedlich<br />
dicker Zusatzbleche<br />
in Gew.-%<br />
Abbildung 4: Härteverteilung der Verbindungen (as welded)<br />
a) NPM1 mit 2 mm P91 Einlageblech, b) NPM1 Verbindungsschweißung ohne Zusatzwerkstoff, c) P91 Blindschweißung<br />
58 SCHWEISS- und PRÜFTECHNIK <strong>03</strong>-<strong>04</strong>/<strong>2019</strong>
lösen, wurde der Einfluss eines ausgewählten Zusatzwerkstoffes<br />
untersucht.<br />
Folgenden Schlussfolgerungen können gezogen werden:<br />
thermprocess.de<br />
tbwom.de<br />
• x Der Einfluss der Legierungselemente, insbesondere von<br />
Bor, auf das Heißrissverhalten wurde durch die Herstellung<br />
von Blindschweißungen des MarBN-Stahls NPM1<br />
sowie des konventionellen martensitischen 9% kriechbeständigen<br />
Cr-Stahl P91 untersucht. Während im NPM1<br />
Heißrisse innerhalb des Schweißgutes sichtbar sind, sind<br />
im Querschnitt der P91-Schweißungen keine Heißrisse<br />
zu finden. Daher wurde P91 als Zusatzwerkstoff für die<br />
weiteren Untersuchungen gewählt.<br />
• x Mithilfe von systematischen Untersuchungen wurde die<br />
notwendige Aufmischung von P91 und NPM1 bestimmt.<br />
• x Verbindungsschweißungen mit Zusatzwerkstoff unterschiedlicher<br />
Dicke (1.5 mm, 2.0 mm und 2.5 mm) wurden<br />
durchgeführt. Für die verwendeten Schweißparameter ist<br />
eine 2.0 mm dicke Zwischenschicht aus P91 erforderlich,<br />
um makroskopisch heißrissfreie Schweißnähte zu erzeugen.<br />
• x Mittels EDX Untersuchung konnte ein homogenes<br />
Schweißgut nachgewiesen werden.<br />
• x Die Ergebnisse der chemischen Analyse zeigten, dass das<br />
lokale Legieren gut funktioniert hat. Im Schweißgut der<br />
Schweißungen mit Zusatzwerkstoff wurde weniger Bor<br />
festgestellt als in der Referenzschweißung ohne Zusatzwerkstoff.<br />
• x Die Härte der Verbindungsschweißung mit Zusatzwerkstoff<br />
(440 HV1) ist im Vergleich zu den Schweißungen<br />
der beiden Grundwerkstoffe deutlich höher (4<strong>04</strong> HV1 für<br />
NPM1 und 390 HV1 für P91).<br />
worldwide<br />
12. INTERNATIONALE FACHMESSE UND<br />
SYMPOSIUM FÜR THERMOPROZESSTECHNIK<br />
Der vorliegende Beitrag basiert auf der Journalveröffentlichung<br />
“Improving the integrity and the microstructural features<br />
of electron beam welds of a creep-resistant martensitic<br />
steel by local (de-)alloying” [24]<br />
Metals<br />
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Danksagung<br />
Das K-Projekt Network of Excellence for Metal JOINing wird<br />
im Rahmen von COMET - Competence Centers for Excellent<br />
Technologies durch BMDW, BMVIT, FFG, Land Oberösterreich,<br />
Land Steiermark, Land Tirol und SFG gefördert. Das<br />
Programm COMET wird durch die FFG abgewickelt.<br />
Das untersuchte Material wurde von der Böhler Edelstahl<br />
GmbH & Co KG geliefert. Die chemische Analyse wurde von<br />
Dr. Susanne Baumgartner, voestalpine Böhler Welding Austria<br />
GmbH, durchgeführt.<br />
Literatur<br />
[1] Renewable Energy Policy Network for the 21st Century,<br />
“Renewables 2017: global status report,” Annual Report<br />
2017, 2017. [Online]. Available: http://www.ren21.net/<br />
wp-content/uploads/2017/06/17-8399_GSR_2017_<br />
Full_Report_0621_Opt.pdf. [Accessed: <strong>03</strong>-Mar-2018].<br />
Neue Werkstofflösungen durch<br />
Wärmebehandlung<br />
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den Bereichen Industrieöfen,Wärmeerzeugungsanlagen<br />
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SCHWEISS- und PRÜFTECHNIK <strong>03</strong>-<strong>04</strong>/<strong>2019</strong> 59
[2] H. Cerjak, “The role of welding in the power generation<br />
industry,” Proc. IIW Int. Conf. ’Safety Reliab. welded<br />
Components Energy Process. Ind., pp. 17–27, 2008.<br />
[3] J. A. Francis, W. Mazur, and H. K. D. H. Bhadeshia,<br />
“Review Type IV cracking in ferritic power plant steels,”<br />
Mater. Sci. Technol., vol. 22, no. 12, pp. 1387–1395,<br />
2006.<br />
[4] C. Schlacher, “Untersuchung des Kriech- und Schädigungsverhaltens<br />
von Schweißverbindungen eines martensitischen<br />
borlegierten 9 % Cr-Stahls, Dissertation,” Graz<br />
University of Technology, 2015.<br />
[5] F. Abe, “Effect of boron on microstructure and creep<br />
strength of advanced ferritic power plant steels,” in Procedia<br />
Engineering, 2011, vol. 10, pp. 94–99.<br />
[6] F. Abe, T. Horiuchi, M. Taneike, and K. Sawada, “Stabilization<br />
of martensitic microstructure in advanced 9Cr steel<br />
during creep at high temperature,” Mater. Sci. Eng. A,<br />
vol. 378, no. 1–2 SPEC. ISS., pp. 299–3<strong>03</strong>, 20<strong>04</strong>.<br />
[7] C. Schlacher, C. Béal, C. Sommitsch, S. Mitsche, and P.<br />
Mayr, “Creep and damage investigation of advanced<br />
martensitic chromium steel weldments for high temperature<br />
applications in thermal power plants,” Sci. Technol.<br />
Weld. Join., vol. 20, no. 1, pp. 82–90, 2015.<br />
[8] U. Dilthey, Schweißtechnische Fertigungsverfahren 1<br />
Schweiß- und Schneidtechnologien, VDI-Buch. Berlin,<br />
Heidelberg: Springer-Verlag, 2006.<br />
[9] M. S. Wȩglowski, S. Błacha, and A. Phillips, “Electron<br />
beam welding - Techniques and trends - Review,” Vacuum,<br />
vol. 130. pp. 72–92, 2016.<br />
[10] A. Rabl, F. Pixner, D. Blatesic, C. Béal, and N. Enzinger,<br />
“Influence of the Focus Wobbling Technique on the integrity<br />
and the properties of electron beam welded MarBN<br />
steel,” IIW Doc IX-C-1082-18, IIW Intermediate Meeting,<br />
Genova, Italy, 2018.<br />
[11] N. Enzinger, P. Loidolt, C. Wiednig, M. Stuetz, and C.<br />
Sommitsch, “Electron beam welding of thick-walled<br />
copper components,” Sci. Technol. Weld. Join., vol. 22,<br />
no. 2, pp. 127–132, 2017.<br />
[12] T. Wang, B. G. Zhang, G. Q. Chen, J. C. Feng, and Q. Tang,<br />
“Electron beam welding of Ti-15-3 titanium alloy to 3<strong>04</strong><br />
stainless steel with copper interlayer sheet,” Trans. Nonferrous<br />
Met. Soc. China (English Ed., vol. 20, no. 10, pp.<br />
1829–1834, 2010.<br />
[13] J. L. Barreda, F. Santamaría, X. Azpiroz, A. M. Irisarri, and<br />
J. M. Varona, “Electron beam welded high thickness<br />
Ti6Al4V plates using filler metal of similar and different<br />
composition to the base plate,” Vacuum, vol. 62, no.<br />
2–3, pp. 143–150, 2001.<br />
[14] P. Mayr, “Evolution of microstructure and mechanical<br />
properties of the heat affected zone in B-containing 9%<br />
chromium steels,” Weld. World, vol. 54, no. July, pp.<br />
1–15, 2007.<br />
[15] F. Abe, “Development of creep-resistant steels and alloys<br />
for use in power plants,” in Structural Alloys for<br />
Power Plants: Operational Challenges and High-Temperature<br />
Materials, 2014, pp. 250–293.<br />
[16] C. Sabitzer, C. Béal, N. Enzinger, and C. Sommitsch,<br />
“Microstructure and mechanical properties of MarBN<br />
steel electron beam welds,” 42nd MPA-Seminar,<br />
Stuttgart, Germany, 2016.<br />
[17] Austrian Standards, “ÖNORM EN 10216-2 Nahtlose<br />
Stahlrohre für Druckbeanspruchungen - Technische<br />
Lieferbedingungen,” 2014.<br />
[18] Y. Hasegawa, “Grade 92 creep-strength-enhanced ferritic<br />
steel,” in Coal Power Plant Materials and Life Assessment:<br />
Developments and Applications, 2014, pp. 52–86.<br />
[19] F. Abe, “Precipitate design for creep strengthening of 9%<br />
Cr tempered martensitic steel for ultra-supercritical<br />
power plants,” in Science and Technology of Advanced<br />
Materials, 2008, vol. 9, no. 1.<br />
[20] F. Abe, M. Tabuchi, M. Kondo, and S. Tsukamoto, “Suppression<br />
of Type IV fracture and improvement of creep<br />
strength of 9Cr steel welded joints by boron addition,”<br />
Int. J. Press. Vessel. Pip., vol. 84, no. 1–2, pp. 44–52,<br />
2007.<br />
[21] S. Sam et al., “Delta ferrite in the weld metal of reduced<br />
activation ferritic martensitic steel,” J. Nucl. Mater., vol.<br />
455, no. 1–3, pp. 343–348, 2014.<br />
[22] J. Oñoro, “Martensite microstructure of 9-12%Cr steels<br />
weld metals,” J. Mater. Process. Technol., vol. 180, no.<br />
1–3, pp. 137–142, 2006.<br />
[23] G. Schulze, Die Metallurgie des Schweißens. Berlin [u.a]:<br />
Springer-Verlag, 2010.<br />
[24] A. Rabl, F. Pixner, B. Duarte, D. Blatesic, C. Béal, and N.<br />
Enzinger, “Improving the integrity and the microstructural<br />
features of electron beam welds of a creep-resistant<br />
martensitic steel by local (de-)alloying,” Weld. World,<br />
pp. 1–8, 2018.<br />
•<br />
Die Autoren<br />
Dipl.-Ing. Antonia Rabl; Dipl.-Ing. Florian Pixner, BSc; Bruno<br />
Duarte, MSc; Coline Beal, Dr. Master; Assoc.Prof. Dipl.-Ing.<br />
Dr.techn. Norbert Enzinger<br />
Institut für Werkstoffkunde, Fügetechnik und Umformtechnik<br />
(IMAT), Technische Universiät Graz<br />
Bilder: TU Graz<br />
60 SCHWEISS- und PRÜFTECHNIK <strong>03</strong>-<strong>04</strong>/<strong>2019</strong>
Welt der Normen und Regelwerke<br />
Die wesentlichen Änderungen der neu überarbeiteten ÖNORM EN 1090-2<br />
Ausgabe 2018-09-15 für die Ausführung von Stahltragwerken - Bericht 3<br />
Wie schon in den beiden letzten Ausgaben der Schweißund<br />
Prüftechnik begonnen, möchte ich in dieser Ausgabe<br />
fortführend über einige weitere, wesentliche Änderungen<br />
der neu überarbeiteten ÖNORM EN 1090-2 Ausgabe 2018-<br />
09-15 berichten.<br />
Qualifizierung von Schweißverfahren:<br />
Das Schweißen muss weiterhin mit qualifizierten Verfahren<br />
durchgeführt werden, für die eine Schweißanweisung WPS<br />
entsprechend dem maßgeblichen Teil der Normen EN ISO<br />
15609-1 Lichtbogenschweißen, EN ISO 14555 Lichtbogenbolzenschweißen,<br />
EN ISO 15620 Reibschweißen und neu dazugekommen<br />
EN ISO 17660 Betonstahlschweißen, vorliegen<br />
muss. Neu hinzugekommen ist auch die Forderung, dass die<br />
Anweisung und Qualifizierung der Schweißverfahren der EN<br />
ISO 15607 entsprechen müssen. Obwohl es in EN ISO 3834-4<br />
keine speziellen Anforderungen für Schweißanweisungen<br />
nach EN ISO 15607 gibt, darf in den Ausführungsunterlagen<br />
festgelegt werden, dass für EXC1 angemessene Arbeitsanweisungen<br />
bereitzustellen sind, welche die zu verwendenden<br />
Schweißverfahren, -zusätze und -parameter festlegen.<br />
Die Qualifizierung des Schweißverfahrens für die Prozesse<br />
111, 114, 12, 13 und 14 ist weiterhin abhängig von der Ausführungsklasse,<br />
dem Grundwerkstoff und dem Mechanisierungsgrad<br />
nach der überarbeiteten Tabelle 12, wobei<br />
auch hier die Tabelle um die Normenreihe EN ISO 17660 für<br />
das Schweißen von Betonstahl ergänzt wurde.<br />
Kunden vereinbart, und auf den Ausführungsunterlagen,<br />
wie z.B. Fertigungszeichnungen, angeführt werden muss.<br />
Der bei der Kehlnahtverfahrensprüfung in der bisherigen<br />
Ausgabe der ÖNORM EN 1090-2 2012-01-01 geforderte<br />
Zugversuch am Doppel-T-Stoß („Kreuzzugversuch“) nach<br />
EN ISO 9018 für Werkstoffe > S275, ist nun erst an Stahlsorten<br />
≥ S460 gefordert. Dabei gilt, dass drei Kreuzzugproben zu<br />
prüfen sind, wobei mindestens die Nennzugfestigkeit des<br />
Grundwerkstoffs erreicht werden muss, wenn der Bruch im<br />
Grundwerkstoff auftritt. Bei einem Bruch im Schweißgut<br />
muss die Bruchfestigkeit des vorhandenen Nahtquerschnitts<br />
bestimmt werden.<br />
Bei der ersten Lage einer ein- oder mehrlagigen Kehlnaht mit<br />
tiefem Einbrand mithilfe eines voll-mechanisierten Prozesses<br />
muss, unabhängig von der Ausführungsklasse, eine Schweißverfahrensprüfung<br />
nach EN ISO 15614-1 durchgeführt<br />
werden, wobei jede während der Produktion auftretende<br />
Kehlnahtdicke zu untersuchen ist. Die Untersuchung muss<br />
NEU: Aluminiumzusätze aus modernster Fertigung von MIGAL.CO<br />
Ihr Schlüssel<br />
zum perfekten Schweißen.<br />
Da es in der „neu überarbeiteten“ EN ISO 15614-1 Norm für<br />
die Schweißverfahrensprüfung, nun zwei Stufen gibt, wurde<br />
auch hier auf die Stufe 2 verwiesen, welche inhaltlich an die<br />
Vorgängerversion anknüpft. Die Stufe 1 wurde ursprünglich<br />
für die Zusammenführung mit der Verfahrensqualifikation<br />
nach ASME eingeführt, wobei dies leider von ASME nicht<br />
bestätigt wurde und somit Stufe 1 bis auf Weiteres keine<br />
Relevanz hat!<br />
Die Methode zur Qualifizierung von Schweißverfahren<br />
durch den Einsatz eines Standard-schweißverfahrens nach<br />
EN ISO 15612, welche seit der Einführung der EN 1090-2 im<br />
Jahr 2008/2009 häufiger – insbesondere durch die Schweißmaschinenhersteller<br />
- zur Anwendung kommt, wurde nun<br />
noch etwas im Geltungsbereich erweitert, sodass diese<br />
Qualifizierungsmethode auch bei Bauteilen den Ausführungsklassen<br />
EXC3 und EXC4 eingesetzt werden kann,<br />
sofern dies „nach den Ausführungsunterlagen zulässig“ ist.<br />
Dies bedeutet in der Praxis, dass diese Qualifizierungsmethode<br />
nach EN ISO 15612 bei der EXC3 und EXC4 mit dem<br />
MIGAL.CO GmbH<br />
D-94405 Landau/Isar, Wattstraße 2<br />
Fon +49(0)9951/69059-0<br />
Fax +49(0)9951/69059-3900<br />
info@migal.co<br />
www.migal.co<br />
SCHWEISS- und PRÜFTECHNIK <strong>03</strong>-<strong>04</strong>/<strong>2019</strong> 61
Quelle: Auszug Tabelle 12 – ÖNORM EN 1090-2 2018-09-15 Austrian Standards<br />
drei Makroschliffe umfassen, einen vom Anfang, einen<br />
von der Mitte und einen vom Ende eines Prüfstücks. Der<br />
Mindestwert des tiefen Einbrands ist zu bestimmen, indem<br />
die tatsächlichen Werte in den Makroschliffen<br />
gemessen werden.<br />
Wenn Fertigungsbeschichtungen (Shop Primer) überschweißt<br />
werden, müssen Verfahrensprüfungen mit der maximal<br />
zulässigen Beschichtungsdicke (Nenndicke + Toleranz)<br />
durchgeführt werden. Die Schweißeignung ist nach EN ISO<br />
17652-1 bis EN ISO 17652-4 nachzuweisen. Das Schweißverfahren<br />
gilt als qualifiziert, wenn die Unregelmäßigkeiten im<br />
Prüfstück der Bewertungsgruppe „B“ nach EN ISO 5817 entsprechen,<br />
mit Ausnahme der Porosität, welche extra in der<br />
EN 1090-2 Ausgabe 2018-09-15 geregelt wird.<br />
Korrosionsbeständige Edelstähle müssen mittels Schweißverfahrensprüfungen<br />
nach EN ISO 15614-1 qualifiziert werden,<br />
mit Ausnahme der Stahlsorten mit den Werkstoffnummern<br />
1.4301, 1.4307, 1.4541, 1.4401, 1.44<strong>04</strong> und<br />
1.4571 im nicht-kaltverfestigten Zustand sowie der<br />
Schweißnähte zwischen diesen Werkstoffen und mit<br />
Baustählen (Mischverbindungen).<br />
Die Gültigkeit eines Schweißverfahrens wurde auch neu<br />
geregelt und ist nun abhängig von den Anforderungen der<br />
für die Qualifizierung angewendeten Norm. Nur falls „festgelegt“<br />
d.h. vertraglich vereinbart, müssen Arbeitsprüfungen<br />
in Übereinstimmung mit der maßgeblichen Qualifizierungsnorm,<br />
z. B. EN ISO 14555, EN ISO 11970, EN ISO 17660-1,<br />
EN ISO 17660-2, EN ISO 17652-2, durchgeführt werden.<br />
Damit entfällt in den meisten Fällen eine zeitliche Begrenzung.<br />
Ausnahme z.B. bei Qualifizierungen nach EN ISO 14555 oder<br />
nach EN ISO 17660-1. Die Anforderungen an Arbeitsprüfungen,<br />
wie in Pkt.12.4.4 beschrieben, sind erhalten geblieben.<br />
In der nächsten Ausgabe der Schweiß- und Prüftechnik berichte<br />
ich dann von weiteren Änderungen und Neuerungen<br />
rund um die ÖNORM EN 1090-2 Ausgabe 2018-09-15.<br />
Normative Verweise und bildliche Darstellungen auszugsweise<br />
aus der aktuellen ÖNORM EN 1090-2 Ausgabe 2018-<br />
09-15, erhältlich bei Austrian Standards International (ASI).•<br />
Der Autor<br />
Dipl.-HTL-Ing. Friedrich Felber<br />
ist Gründer und Eigentümer<br />
des technischen Büros für<br />
Maschinenbau „Steel for you<br />
GmbH“, der akkreditierten<br />
Prüf- Inspektions- und Zertifizierungsstelle<br />
„SteelCERT GmbH“<br />
und des Softwareunternehmens<br />
SteelSOFT, mit Sitz in Graz<br />
bzw. Graz Umgebung. Felber ist<br />
Experte und Autor für das österreichische<br />
Normungsinstitut Austrian Standards International<br />
(ASI) und vertritt Österreich als einer der Delegierten bei<br />
europäischen (CEN) und internationalen (ISO) Normungen.<br />
Als allgemein beeideter und gerichtlich zertifizierter Sachverständiger<br />
ist Felber im In- und Ausland im Einsatz.<br />
62 SCHWEISS- und PRÜFTECHNIK <strong>03</strong>-<strong>04</strong>/<strong>2019</strong>
Erfolgreicher IWE- und IWT/Schweißtechniker-<br />
Lehrgang am WIFI OÖ<br />
Am 17.12.2018 war wieder großer Prüfungstag im Linz.<br />
Im festlichen Panoramasaal des WIFI OÖ traten die<br />
Absolventen des IWE- und des IWT/Schweißtechnikerlehrganges<br />
unter dem Vorsitz von Frau AV Prof. Dipl.-Ing.<br />
Gabriele Schachinger zur kommissionellen Abschlussprüfung<br />
an.<br />
Alle 6 IWE-Kandidaten sowie die 24 neuen IWT/Schweißtechniker<br />
haben allesamt die Prüfung auf Anhieb geschafft.<br />
Lehrgangsleiter Helmut Kettner (IWE) freut sich mit den<br />
Absolventen über die zweifache weiße Fahne, die von der<br />
Qualität der Wissensvermittlung durch sein Trainerteam<br />
zeugt.<br />
Das WIFI OÖ und die ÖGS gratulieren den erfolgreichen<br />
Schweißaufsichtspersonen:<br />
Josef Amering, Andreas Berc, Rene Bez, Thomas Bürkl,<br />
Sebastian Danecker, Matthias Danninger, Hakan Deniz,<br />
Stefan Gaderbauer, Harald Haller, Daniel Hellmair, Jürgen<br />
Klinglmayr, Michael Kohlndorfer, Oliver Kornhuber, Andreas<br />
Lettner, Maik Leubner, Michael Pesendorfer, Ante Piplica,<br />
Roland Pühringer, Julian Ramler, Martin Schinko, Rene<br />
Schobesberger, Sebastian Söllwagner, Patrick Stiefler,<br />
Michael Tanzer<br />
Ing. Peter Aitzetmüller, Dipl.-Ing. Peter Benköhazi, Ing.<br />
Robert Gamsriegler, Ing. Markus Meisel, Ing. Ing. Mario<br />
Plank, Ing. Simon Weißenböck<br />
•<br />
H.Kettner<br />
Bilder: WIFI OÖ<br />
SCHWEISS- und PRÜFTECHNIK <strong>03</strong>-<strong>04</strong>/<strong>2019</strong> 63
Das Kreuz mit dem Kreuz<br />
Erste höheneinstellbare Schweißmaschine<br />
Ergonomie neu gedacht<br />
■■<br />
Siegfried Wonka, conntronic Prozess‐ und Automatisierungstechnik<br />
GmbH, Augsburg, Deutschland<br />
Wechselnde Bewegungs- und Haltungsabläufe während<br />
der täglichen Arbeit sind ideal für den menschlichen Körper,<br />
das gehört inzwischen zum Allgemeinwissen. conntronic<br />
hat eine ergonomisch und individuell höheneinstellbare<br />
CD-Schweißmaschine mit minimalen Rüstzeiten entwickelt,<br />
die dies unterstützt.<br />
Orthopäden empfehlen generell eine Kombination aus<br />
stehender und sitzender Körperhaltung am Arbeitsplatz,<br />
um gesundheitlichen Problemen vorzubeugen. Zudem wird<br />
in den kommenden zehn Jahren erwartet, dass sich der<br />
Anteil der über 50-jährigen an der Belegschaft verdoppelt.<br />
Dazu kommen Menschen mit Handicap. Und alle benötigen<br />
einen ‚brauchbaren‘ Arbeitsplatz. Dabei geht es nicht um<br />
nur stehen oder nur sitzen an sich. Wichtig ist der mögliche<br />
spontane Wechsel zwischen beiden Haltungen, um Kreislauf,<br />
Muskulatur und Wirbelsäule zu entlasten, die Konzentrationsfähigkeit<br />
zu steigern und Stress zu reduzieren. Arbeitswissenschaftler<br />
fordern einen täglichen Ablauf von<br />
50% Sitzen, 25% Stehen und 25% Bewegung, was von<br />
vielen regelrecht erlernt werden muss. Wie das im Berufsalltag<br />
funktionieren kann zeigen Büros, in denen sich schon<br />
lange die Schreibtische den Bedürfnissen der Mitarbeiter<br />
anpassen lassen, auch eine Folge gesetzlicher Regelungen.<br />
In der Produktion gibt es diese momentan noch nicht, aber<br />
die werden mit Sicherheit kommen.<br />
Mit der häufigste Fügeprozess in der industriellen Produktion<br />
ist das Schweißen und eine zunehmend wichtiger werdende<br />
Variante ist das CD-Schweißen (Capacitor Discharge, auch<br />
Impuls oder Kondensator-Entladungs-Schweißen). Bei dem<br />
CD-Schweißen fungieren Kondensatorbänke als Speicher,<br />
die zwischen den Schweißungen aufgeladen werden. Beim<br />
Schweißen werden diese Kondensatoren dann in wenigen<br />
Millisekunden über spezielle Transformatoren entladen.<br />
Dies erzeugt sehr hohe Ströme, die über die Kontaktgeometrie<br />
die Bauteile unter mechanischem Druck verschweißen.<br />
Die Vorteile des CD-Schweißens kommen besonders im<br />
Automobilbereich zum Tragen mit den immer mehr eingesetzten<br />
hoch- und höchstfesten Stahlsorten, die ein Fügeverfahren<br />
mit geringer Wärmeeinleitung verlangen, um die<br />
besonderen Eigenschaften nicht zu verlieren, die auf einer<br />
Kombination harter und weicher Gefügephasen beruhen.<br />
Wegen der spezifischen Eigenschaften des CD-Verfahrens,<br />
wie der schnelle Stromanstieg, die kurze Schweißzeit und<br />
die sehr geringe thermische Belastung der Fügepartner, ist<br />
das Verfahren bestens geeignet, um diese hochfesten Stähle<br />
prozesssicher zu fügen.<br />
In der Regel arbeiten die Werker hier stehend mit der entsprechenden<br />
Belastung ihres Rückens. conntronic hat sich<br />
nun dieses Problems angenommen und hat die ersten<br />
CD-Schweißmaschinen im Markt eingeführt, die ergonomisch<br />
auf den Menschen, seine Haltung und seine Bedürfnisse<br />
abgestimmt werden kann. Das innovative Maschinenkonzept<br />
ct-ergo wurde zum Patent angemeldet. Das neue<br />
System bietet darüber hinaus auch soziale Vorteile: so werden<br />
weder ältere noch körperlich eingeschränkte Mitarbeiter<br />
ausgegrenzt, denn alle können an derselben Maschine<br />
arbeiten wie deren junge Kollegen.<br />
Primäre Argumente, welche den Kunden der conntronic für<br />
die Entscheidung einer ct-ergo-Maschine wichtig gewesen<br />
sind, waren neben der Tatsache der Integration leistungsreduzierter<br />
Mitarbeiter auch die Höheneinstellung der Maschine<br />
bei einer großen Anzahl verschiedener Vorrichtungen<br />
und die vereinfachte Möglichkeit eines Vorrichtungswechsels<br />
durch einen passiven Werkzeugwechselwagen.<br />
Das ‚Kreuz mit dem Kreuz‘ ist vielfach belegt: Laut einer Studie<br />
der Burda-Stiftung fehlt jeder Arbeitnehmer im Jahresdurchschnitt<br />
12,8 Tage wegen Krankheit am Arbeitsplatz. Dieser<br />
krankheitsbedingte Ausfall von Mitarbeitern kostet Deutschlands<br />
Unternehmen jährlich 129 Milliarden Euro, wobei Probleme<br />
mit dem Rücken und dem Bewegungsapparat in 25<br />
Prozent der Fälle Grund für die Krankschreibung sind. (Quelle<br />
live PR, Kur- & GästeService Bad Füssing 12.07.11). Laut<br />
BAUA (Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin)<br />
64 SCHWEISS- und PRÜFTECHNIK <strong>03</strong>-<strong>04</strong>/<strong>2019</strong>
echnet man mit durchschnittlich ca. 400 € Ausfallkosten pro<br />
Tag. Aber auch wenn der Mitarbeiter anwesend ist, erzeugen<br />
Rückenbeschwerden permanent Kosten. Schmerzen<br />
reduzieren die Leistungsfähigkeit des Gehirns erheblich und<br />
führen zu Konzentrationsmangel, höherer Fehlhäufigkeit und<br />
zusätzlichen Arbeitspausen. Außerdem erhöhen Schmerzen<br />
auch nicht gerade die Motivation der Mitarbeiter.<br />
Die neue Schweißanlage, lieferbar als Mittelfrequenz- oder<br />
als CD-Maschine, gestattet individuelle Höheneinstellungen<br />
und so jederzeit einen sekundenschnellen Wechsel zwischen<br />
stehender und sitzender Tätigkeit. Der Mitarbeiter<br />
kann dabei die Höhen manuell einstellen oder über einen<br />
Chip voreingestellt persönliche Höhen abrufen.<br />
Den Unternehmer freut, dass die Schweißmaschine problemlos<br />
ergänzt werden kann. So können Arbeitstisch und Schweißvorrichtung<br />
über eine Mehrzahl weiterer gesteuert bewegbarer<br />
Komponenten, wie Bedieninstrument, Schutzeinrichtung,<br />
Materialzufuhr und Transportunterstützung/Hebehilfe erweitert<br />
werden, die ebenfalls an einen Werker bzw. an eine<br />
bevorzugte Bedienhaltung anpassbar sind. Im Gegensatz zu<br />
gängigen MF-Schweißmaschinen verfügt die Anlage auch<br />
über eine SPS-Steuerung, die eine größere Flexibilität bei<br />
der Ansteuerung zusätzlicher Komponenten, wie z.B. der Zuund<br />
Abführeinheit, aber auch Spannelementen auf der<br />
Schweißvorrichtung, erlaubt. Größere Blechteile in Gitterboxen<br />
brauchen eine separate Hubeinheit, die aber über die<br />
Maschine gesteuert werden kann.<br />
Eine zusätzliche Erweiterung ist die ct-ergo als Drehtischanlage<br />
mit höheneinstellbarem Drehtisch. Damit ist ein gleichzeitiges<br />
Einlegen und Schweißen möglich. Den benötigten<br />
Stationswechsel übernimmt dabei der an die Schweißanlage<br />
montierte Drehtisch.<br />
Natürlich gibt es diese ergonomischen Besonderheiten nicht<br />
umsonst, aber Fördermittel zum Einrichten behindertengerechter<br />
und leidensgerechten Arbeitsplätze helfen die Höhe<br />
der nötigen Investitionen zu senken. Unterstützung in Deutschland<br />
bieten z.B. das Integrationsamt, die Deutsche Rentenversicherung,<br />
die Berufsgenossenschaften und die Bundesagentur<br />
für Arbeit. Generell gilt: das gesundheitsgerechte Einrichten<br />
eines Arbeitsplatzes liegt in der Verantwortung des Unternehmers.<br />
Unterstützung erhält dieser aber z.B. auch von Krankenkassen,<br />
dem BGF Institut für Betriebliche Gesundheitsförderung,<br />
dem DNBGF (Deutsches Netzwerk für Gesundheitsförderung)<br />
und dem Deutsche Arbeitsschutzpreis.<br />
Die Krankenquote der Bediener sollte dank dieser Maschine<br />
sinken. So rechnet sich auch ohne Förderung ein ROI von<br />
wenigen Jahren. In jedem Fall werden Zufriedenheit, Wohlbefinden<br />
und Motivation der Mitarbeiter deutlich erhöht. •<br />
Der Autor<br />
Siegfried Wonka ist Leiter<br />
Vertrieb und Service der<br />
conntronic Prozess‐ und Automatisierungstechnik<br />
GmbH,<br />
Augsburg, Deutschland<br />
Bilder: conntronic Prozessund<br />
Automatisierungstechnik<br />
SCHWEISS- und PRÜFTECHNIK <strong>03</strong>-<strong>04</strong>/<strong>2019</strong> 65
Abstracts aus „Welding in the World“ No. 1/<strong>2019</strong><br />
mit freundlicher Genehmigung des IIW<br />
Thermo-metallurgically coupled numerical simulation<br />
and validation of multi-layer gas metal arc welding of<br />
high strength pearlitic rails<br />
• L. Weingrill, M. B. Nasiri, N. Enzinger<br />
A 3D transient thermo-metallurgical finite element simulation<br />
of a narrow gap multi-layer gas metal arc welding of<br />
the first ten layers of a 60E1 profile and R350HT steel rail<br />
was implemented in SYSWELD® to study the evolution of<br />
the temperature field, phase fractions, and the hardness in<br />
the heat-affected zone. For validation, T (t) curves and metallography<br />
samples from corresponding instrumented welding<br />
experiments were used. Good agreement was reached<br />
for what concerns the results of the simulated temperature<br />
field and phase transformations. An inhomogeneous evolution<br />
of the temperature field throughout the welded layers<br />
as a result of the rail’s geometry and welding sequence<br />
could be depicted. Based on the simulation results, preheating<br />
is believed necessary in order to fully avoid the formation<br />
of undesirable Bainite fractions. The hardness simulation<br />
showed good results in sidewise locations with regard<br />
to the rail cross section and closer to the line of fusion.<br />
However, results were less accurate in the middle of the rail<br />
cross section and the more the comparison points approached<br />
the so called soft zone at the outer border of the heat<br />
affected zone and the base material.<br />
Formation of multi-axial welding stresses due to material<br />
behaviour during fabrication of high-strength steel<br />
components<br />
• D. Schroepfer, A. Kromm, T. Kannengiesser<br />
Today, an expanding application of high-strength steels in<br />
modern welded constructions can be observed. The economical<br />
use of these steel grades largely depends on the<br />
strength and reliability of the weldments. Therefore, the<br />
special microstructure and mechanical properties of these<br />
grades have to be taken into account by keener working<br />
ranges regarding the welding parameters. However, performance<br />
and safety of welded components are strongly affected<br />
by the stresses occurring during and after welding fabrication<br />
locally in the weld seam and globally in the whole<br />
component, especially if the shrinkage and distortion due to<br />
welding are restrained. Some extensive studies describe the<br />
optimization of the welding stresses and the metallurgical<br />
effects regarding an adapted welding heat control. Lower<br />
working temperatures revealed to be particularly effective<br />
to reduce the local and global welding-induced residual<br />
stresses of the complete weld significantly. However, decreased<br />
interpass temperatures cause concurrently higher<br />
stresses during welding fabrication. This work shows strategies<br />
to reduce these in-process stresses. With help of multiaxial<br />
welding stress analyses in component-related weld<br />
tests, using a special 2-MN-testing facility, differences in<br />
stress build-up are described in detail for root welds, filler<br />
layers and subsequent cooling to ambient temperature.<br />
Effect of friction spot welding parameters on the joint<br />
formation and mechanical properties of Al to Cu<br />
• M. Cardillo, J. Shen, N.de Alcântara, C. Afonso,<br />
J. dos Santos<br />
Friction spot welding is an appealing technique for joining<br />
dissimilar materials, such as aluminum and copper that<br />
have significant differences in physical and mechanical properties.<br />
To optimize the welding process, a full-factorial<br />
design was employed. It is found that in addition to the<br />
plunge depth, the interaction between the rotational speed<br />
and the plunge depth significantly influences the lap-shear<br />
strength of the Al/Cu dissimilar joints. Further investigations<br />
on macro- and microstructures show that increasing<br />
the plunge depth could deform the Cu sheet into a concave<br />
shape to form a mechanical interlocking, and thus increase<br />
the joint lap-shear strength; increasing the tool rotational<br />
speed, however, may compromise this effect because of<br />
the formed tunnel defects on the interface due to high<br />
thermal exposure.<br />
Transient liquid phase bonding of Inconel 617 superalloy:<br />
effect of filler metal type and bonding time<br />
• A. Farzadi, H. Esmaeili, S. E. Mirsalehi<br />
Transient liquid phase (TLP) bonding has enormous potential<br />
to repair cracks in the gas turbine hot section parts that<br />
are made of Ni-based alloys. The experiments were carried<br />
out by BNi-1 and BNi-2 filler metals in a vacuum furnace at<br />
the bonding times of 45 and 300 min. The shear strength,<br />
microhardness, microstructure, and homogeneity of chemical<br />
composition during TLP bonding of Inconel 617 superalloy,<br />
which is the base metal, were evaluated. The shear<br />
strength of about 620 MPa was obtained using the BNi-1 filler<br />
metal. Hence, the BNi-1 filler metal and the bonding<br />
time of 300 min are recommended for repair of hot section<br />
components of a gas turbine. The gap size is an important<br />
parameter on the diffusion especially at the lower bonding<br />
times but the preliminary difference in the chemical composition<br />
may play an important role at the longer bonding<br />
times. The results show that the type of filler metal is an<br />
important parameter in this process.<br />
66 SCHWEISS- und PRÜFTECHNIK <strong>03</strong>-<strong>04</strong>/<strong>2019</strong>
Mechanical properties and microstructural study of homogeneous<br />
and heterogeneous laser welds in α, β, and<br />
α + β titanium alloys<br />
• L. Weiss, J. Zollinger, P. Sallamand, E. Cicala, A. Mathieu,<br />
E. Fleury<br />
Heterogeneous welding has been investigated for three different<br />
couples of titanium alloys: α/α + β, α/β, and α + β/β.<br />
Plates of 100 × 60 mm and 1.6 or 1.8 mm thick were welded<br />
with a Yb:YAG laser. Tensile tests show that the resistance<br />
of the heterogeneous welded specimens was generally<br />
controlled by those of the weakest material except for<br />
the α + β/β where the ultimate tensile strength was approximately<br />
equal to the average value of both materials. In<br />
every case, the elongation of the welded sample was found<br />
to be smaller than that of the base metals. The rupture generally<br />
took place outside the weld metal and was found to<br />
be most of the time located in the alloy having the lowest<br />
mechanical properties. Nevertheless, a few large-size porosities<br />
detected by tomography in the α + β/β couple could<br />
explain why rupture for these samples occurred in the weld<br />
bead. For each couple, the porosities were situated at the<br />
board between the heat-affected zone and the molten<br />
zone. EBSD maps and EDX enabled the observation of different<br />
microstructures, which could be correlated to the<br />
heterogeneous composition and diffusion into the melted<br />
bath. When the stable microstructure of one of the couple<br />
alloys is the β phase, the molten zone of the bead consists<br />
of an alternative disposition of thin layers made of large<br />
equiaxed β grains and nano-martensite α′. That is explained<br />
by the weak diffusion of the alloying elements.<br />
Liquid interlayer formation during friction stir spot welding<br />
of aluminum/copper<br />
• A. Regensburg, F. Petzoldt, T. Benss. J.P. Bergmann<br />
The fabrication of dissimilar aluminum/copper joints for<br />
electrical application raises the challenges for conventional<br />
joining technologies. Within the solid-state processes, friction<br />
stir welding (FSW) provides numerous advantages to<br />
realize different joint configurations, especially by minimizing<br />
the heat input and hence the formation of brittle intermetallic<br />
phases. However, the joints also have to provide a<br />
high contact interface with firm bonding in order to provide<br />
a minimal contact resistance. Therefore, joints of 1 mm EN-<br />
CW0<strong>04</strong>A and EN AW1050A with a controlled melt layer formation<br />
were produced by friction stir spot welding (FSSW).<br />
By using a pinless tool and the positioning of copper as the<br />
upper joining partner, local melt formation at the interface<br />
with a eutectic composition was promoted without significant<br />
intermixing, resulting in wetting of the aluminum and<br />
a contact area increase. The rotational speed was varied<br />
between 1800–2400 rpm, in which range samples with up<br />
to 300-μm-thick melt layers were produced. The wetting<br />
effect at the interface shows a positive influence on the<br />
shear strength with ductile failure behavior even at high<br />
layer thickness. The microstructural composition at the interface<br />
showed a eutectic composition for small layer thickness<br />
and an inhomogeneous composition with hypo- and<br />
hypereutectic solidification structures for higher thickness<br />
values. However, the formation of intermetallic compounds<br />
other than CuAl2 was mostly inhibited by the short process<br />
times and high cooling rate.<br />
Welding design methodology for optimization of phase<br />
balance in duplex stainless steels during autogenous<br />
arc welding under Ar–N 2<br />
atmosphere<br />
• A. Rokanopoulou, P. Skarvelis, G. D. Papadimitriou<br />
This study deals with the selection of appropriate welding<br />
parameters during autogenous arc welding of duplex stainless<br />
steels in order to achieve an optimum phase balance of<br />
austenite and ferrite in the as-welded microstructure. Specimens<br />
of duplex stainless steel 2205 with dimensions<br />
(40 × 40 × 10) mm 3 were welded using autogenous arc welding<br />
under 95% Ar + 5% vol. N 2<br />
atmosphere. The weld pool<br />
temperature was measured by non-contact infrared temperature<br />
measurement, the weld bead dimensions were determined<br />
using scanning electron micrographs, and the final<br />
nitrogen concentration was evaluated by optical emission<br />
spectroscopy. The kinetics of nitrogen absorption and desorption<br />
in molten duplex stainless steel was discussed and<br />
all the relevant variables were presented. The effect of welding<br />
current and speed on the final nitrogen concentration<br />
was also discussed. Finally, based on this analysis, a method<br />
was set up which can be used to optimize the phase balance<br />
by using predictive methods of the Ferrite Number, such as<br />
the Welding Research Council (WRC)-92 diagram.<br />
Numerical investigations on the thermal efficiency in<br />
laser-assisted plasma arc welding<br />
• S. Jäckel, M. Trautmann, M. Hertel, U. Füssel, D. Hipp,<br />
A. Mahrle, E. Beyer<br />
Numerical investigations on the thermal efficiency in laserassisted<br />
plasma arc welding (LAPAW) have been carried out<br />
by the combination of a magneto-hydrodynamic (MHD) arc<br />
model and a smoothed-particle-hydrodynamics (SPH) model<br />
of the weld pool. The comparison of the calculated weld<br />
seam cross-sections gained from numerical simulation as<br />
well as experimental examinations shows a good agreement.<br />
By the use of the weld pool model, the sensitivity of<br />
different influencing variables was investigated. The analysis<br />
clearly reveals the major influence of the central heat flux<br />
density on the penetration profile and on the thermal efficiency<br />
of the process. The higher the heat flux of the laser<br />
beam and the higher the constriction of the heat flux profile<br />
of the arc, the higher the thermal efficiency of the process.<br />
SCHWEISS- und PRÜFTECHNIK <strong>03</strong>-<strong>04</strong>/<strong>2019</strong> 67
Aktuelles aus Unternehmen<br />
CLOOS<br />
Im Fokus steht hier der neue sechsachsige Knickarmroboter<br />
QIROX QRC-290, der stehend auf einem Sockel montiert<br />
zum Einsatz kommt. Der QIROX QRC-290 verfügt über ein<br />
Classic-Handgelenk, an dem er gasgekühlte Schweißbrenner<br />
mit einem Gewicht von bis zu 4 kg aufnehmen kann. In Kombination<br />
mit der Schweißstromquelle QINEO QinTron und<br />
dem kompakten Steuerschrank QIROX Controller QC 2 Micro<br />
ermöglicht der neue Schweißroboter einen einfachen<br />
Einstieg in das automatisierte Schweißen.<br />
Etwaige Schnittstellenprobleme werden vermieden, da alle<br />
relevanten Komponenten für das neue Paket aus einer Hand<br />
angeboten werden. Zudem lässt sich das Paket optional um<br />
intelligente Software- und Sensoriklösungen erweitern, um<br />
die Effizienz der Schweißfertigung weiter zu erhöhen.<br />
FRAUNHOFER IGD<br />
Mit den neusten Versionen von instant3Dhub und VisionLib<br />
können Augmented Reality-Anwendungen erstmals in der<br />
Cloud („Software as a Service“) ausgeführt werden. Fraunhofer<br />
IGD löst so ein zentrales Problem bei Augmented Reality, da<br />
die Umsetzung bisher die umfassende CAD-Datenbreitstellung<br />
erforderte.<br />
Mit dem neuen „Augmented Reality as Service“ bleiben die<br />
datenintensiven CAD-Daten ausschließlich in der Infrastruktur<br />
des Industrieunternehmens gespeichert, nur die für die aktuelle<br />
Visualisierung relevanten Daten werden auf die mobile<br />
Endgeräte übertragen – in Echtzeit. Dies ermöglicht nun<br />
den gewünschten routinemäßigen Einsatz von Augmented<br />
Reality im Kontext „Industrie 4.0“ oder „Digital Twin“.<br />
Neu ist die Integration der VisionLib, einer AR-Tracking-Bibliothek.<br />
Das Tracking, also die exakte Positionsbestimmung<br />
von Objekten im Kamerabild, ist die entscheidende Grundlage<br />
für AR-Anwendungen, da nur so Zusatzinformationen und<br />
überlagerte Informationen exakt eingeblendet werden können.<br />
Modellbasierten Trackings arbeitet – im Gegensatz zu<br />
anderen Ansätzen am Markt – direkt auf Basis der originären<br />
CAD-Datenbestände, welche auch für die Visualisierung der<br />
3D-Modelle genutzt werden.<br />
Die durch die gemeinsame Verwendung von instant3Dhub<br />
und VisionLib entstehenden Vorteile erprobt aktuell die<br />
Siemens AG im Bereich der elektrischen Antriebstechnik.<br />
Die Antriebssysteme werden kundenspezifisch gefertigt,<br />
hinter jedem Antrieb steht entsprechend ein individueller<br />
CAD-Datensatz, der Digitale Zwilling mit sämtlichen Produktspezifikationen.<br />
Während des gesamten Produktlebenszyklus<br />
werden bei Siemens zukünftig AR-Technologien zum<br />
Einsatz kommen. So auch bei der Qualitätssicherung, wie<br />
beispielsweise der Prüfung, ob ein gefertigtes Bauteil auch<br />
mit dem CAD-Entwurf übereinstimmt. Der Abgleich verläuft<br />
cloudbasiert und automatisiert.<br />
FRONIUS<br />
Die Dokumentation von Produktionsdaten stellt die Nachvollziehbarkeit<br />
einzelner Fertigungsprozess-Schritte sicher.<br />
Das trägt zu gleichbleibender Qualität in der Produktion bei<br />
und hilft, Risiken zu minimieren. Die Datendokumentations-Lösung<br />
WeldCube bietet hier unterschiedliche Varianten<br />
– für Kleinbetriebe bis hin zu großen Unternehmen.<br />
WeldCube Light ist die Variante für Einsteiger. Daten werden<br />
dezentral pro Schweißsystem erhoben, was die Nachverfolgbarkeit<br />
auf Nahtebene ermöglicht. Das webbasierte Feature<br />
ist im SmartManager jedes Fronius TPS/i Schweißgeräts enthalten<br />
und kann kostenlos genutzt werden. Das System<br />
erfasst für jede Schweißnaht Zeit, Dauer, Strom, Spannung,<br />
Drahtvorschub und Leistung und zeichnet die Mittelwerte<br />
auf. Nutzer können diese Informationen als PDF exportieren.<br />
Außerdem können die Parameter von Jobs eingesehen und<br />
verglichen werden. WeldCube Light erfüllt die Anforderungen<br />
der EN 1090.<br />
WeldCube Basic ist die optimale Lösung für kleinere Betriebe,<br />
wo nur wenige Schweißsysteme im Einsatz sind. Diese<br />
Software-Variante zeichnet die genauen Ist-Werte mit einer<br />
Abtastrate bis zu 100 Millisekunden dezentral auf. Zudem<br />
besteht die Möglichkeit der Grenzwertüberwachung: Anwender<br />
definieren für Schweißaufgaben Parameter-Grenzwerte<br />
und das System informiert den Benutzer, wenn diese<br />
unter- oder überschritten werden. Teile, die möglicherweise<br />
qualitativ minderwertig sind, lassen sich so umgehend prüfen<br />
und aussortieren. Auch bei WeldCube Basic werden die<br />
Daten direkt im Schweißsystem aufgezeichnet und pro TPS/i<br />
webbasiert visualisiert. Der Nutzer kann im Tool Jobs erstellen<br />
oder bearbeiten und mittels Import und Export Funktion<br />
auf andere Geräte transferieren. Alle Daten können als PDF<br />
oder CSV Datei exportiert werden.<br />
WeldCube Premium speichert Schweißdaten mehrere<br />
Fronius Systeme in einer zentralen Datenbank. Zudem bietet<br />
es intelligente Management-, Statistik- und Analysefunktionen.<br />
Das zentrale Speichern von Daten aus vernetzten<br />
Fronius Systemen ermöglicht es, Daten bauteilbezogen zu<br />
dokumentieren und PDF Reports für jedes Bauteil zu erstellen.<br />
WeldCube Premium überwacht den Status des Bauteilfortschritts<br />
und stellt Details zu jeder Schweißnaht bereit:<br />
Mittels Ampelsystem zeigt die Software in einem Live View an,<br />
ob eine Naht bereits geschweißt wurde und ob Grenzwert-<br />
Verletzungen aufgetreten sind. Das System bereitet per<br />
Knopfdruck Daten-Auswertungen tabellarisch sowie grafisch<br />
auf. Nutzer können mit Hilfe intelligenter Filter eigene Statistiken<br />
erstellen und teilen. Außerdem kann der User die Benutzeroberfläche<br />
individuell nach seinen Bedürfnissen gestalten.<br />
Die Weitergabe von aufbereiteten Daten an Drittsysteme<br />
ist via File Export und Web-API Schnittstelle möglich.<br />
68 SCHWEISS- und PRÜFTECHNIK <strong>03</strong>-<strong>04</strong>/<strong>2019</strong>
TEKA<br />
Die sogenannten „VAC-Cubes“ können mit einer Pressung von<br />
20.000 bis 36.000 Pa eine Luftmenge von 210 bis 1.050 m 3 /h<br />
entfernen. Mit ihrer enormen Absaugstärke erfüllen die<br />
VAC-Cubes neueste internationale Standards der modernen<br />
Brennerabsaugung. Aufgrund ihrer hohen Pressung ist die<br />
VAC-Serie prädestiniert für den Dauereinsatz im Hochvakuumbereich<br />
und eignet sich in erster Linie für die brennerintegrierte<br />
Erfassung von Rauchen an Schweißarbeitsplätzen.<br />
Entsprechend den neuen Anforderungen auf dem europäischen<br />
Markt werden hier höchste Anwendersicherheit,<br />
eine enorme Saugleistung und energiesparende Arbeitsweise<br />
kombiniert. Je nach Anforderung und Arbeitsbereich lassen<br />
sich die verschiedenen Modelle der Serie als Einzelplatzlösung<br />
oder als Mehrplatzlösung für bis zu zehn Arbeitsplätze<br />
im Einschicht- oder Mehrschichtbetrieb gleichzeitig einsetzen<br />
und eignen sich somit für den Einsatz in kleinen, mittelständischen<br />
Unternehmen. Dabei überzeugen die VAC-Modelle in<br />
den zahlreichen Varianten ebenso durch ihre hohe Funktionalität:<br />
Sie sind montagefreundlich, leicht zu bedienen, kompakt<br />
und mit einer Vielzahl marktüblicher Brennertypen<br />
kombinierbar.<br />
VOESTALPINE BÖHLER WELDING<br />
Mit den jüngsten Neuzugängen deckt die diamondspark-Reihe<br />
jetzt auch das Segment wetterbeständiger<br />
Fülldrähte ab. 3 nahtlose FCAW Drähte und ein UP-Draht<br />
(mit zwei unterschiedlichen Pulverkombinationen):<br />
BÖHLER NiCu1 Ti T-FD (Rutiler Fülldraht für alle Positionen)<br />
BÖHLER NiCu1 T-MC (Metallpulverfülldraht)<br />
BÖHLER Kb NiCu1 T-FD (Basischer Fülldraht)<br />
BÖHLER SUBARC TNiCu1 / UV 306<br />
BÖHLER SUBARC TNiCu1 / UV 400<br />
Wetterbeständiger Stahl ist eine Gruppe von Stahllegierungen,<br />
die entwickelt wurden, um Lackierungen zu vermeiden.<br />
Der Stahl wurde von einem US-Unternehmen nach den<br />
Hauptvorteilen CORrosion resistance (Korrosionsbeständigkeit)<br />
und TENsile strength (Zugfestigkeit) benannt. Er wird<br />
häufig als COR-TEN-Stahl (CORTEN-Stahl) bezeichnet. Dieser<br />
Stahl hat eine bestimmte Anzahl von Legierungselementen,<br />
wie z. B. P, Cu, Cr, Ni, Mo, die hinzugefügt werden, um seine<br />
Beständigkeit gegen atmosphärische Korrosion zu erhöhen,<br />
was durch die Bildung einer selbstschützenden Oxidschicht<br />
auf dem Basismetall erreicht wird.<br />
Die neuen wetterfesten Fülldrähte sind nicht nur entsprechend<br />
diesen Anforderungen ausgelegt. Als Teil der<br />
diamondspark-Familie bieten die nahtlosen Fülldrähte<br />
höchste Schweißleistung bei gleichzeitig vollständigem<br />
Schutz vor Feuchtigkeitsaufnahme.<br />
Einsatzgebiete wetterfester Stähle: Allgemeine Stahlkonstruktion<br />
von Brücken / Behälter und Tanks / Schornsteine und<br />
Industriefilter / Architektur<br />
•<br />
(Dieser Beitrag entstand aus Unterlagen der jeweiligen Unternehmen)<br />
SCHWEISS- und PRÜFTECHNIK <strong>03</strong>-<strong>04</strong>/<strong>2019</strong> 69
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Richard Marek-Preis <strong>2019</strong><br />
für innovative Lösungen in der Schweißtechnik<br />
Themenstellung: Der Preis wird an die innovativste eingereichte<br />
schweißtechnische Lösung vergeben. Die Beurteilungskriterien<br />
liegen auf der klaren Darstellung der Aufgabenstellung<br />
und des Innovationsgehaltes, des gewählten<br />
metallurgischen und technologischen Ansatzes und der<br />
industriellen Umsetzung unter Berücksichtigung wirtschaftlicher<br />
Aspekte.<br />
Darstellung der innovativen Lösung: In Manuskriptform<br />
für eine ca. 4 – 6-seitige Veröffentlichung in der „Schweißund<br />
Prüftechnik“<br />
Richard Marek<br />
1.1.1916 – 23.8.1994<br />
Zielgruppe: Persönliche Mitglieder<br />
der ÖGS;<br />
ausgenommen Mitglieder des Präsidiums<br />
und Beiräte<br />
Evaluatoren: Präsidium<br />
Dotierung: € 1.000.–<br />
Einreichfrist: 31. Juli <strong>2019</strong><br />
Weitere Details: www.oegs.org<br />
Herr Marek trat schon in jungen Jahren in die schweißtechnische<br />
Abteilung der Firma ELIN ein, die er erst am<br />
Ende seiner Laufbahn als Leiter und Prokurist nach Erreichen<br />
des Ruhestandes verließ.<br />
Richard Marek gründete gemeinsam mit führenden Fachkollegen<br />
im April 1947 die Österreichische Gesellschaft<br />
für Schweißtechnik, der er als ehrenamtlicher Geschäftsführer<br />
42 Jahre lang zur Verfügung stand. Im gleichen Jahr<br />
wurde gemeinsam mit der Schweißtechnischen Zentralanstalt<br />
die <strong>Fachzeitschrift</strong> „Schweißtechnik“ ins Leben gerufen,<br />
bei der er bis zu seinem Ausscheiden im Jahre 1989<br />
im Redaktionskomitee tätig war. 1948 war Hr. Marek<br />
Mitbegründer des Internationalen Institutes für Schweißtechnik<br />
(IIW/IIS) in Brüssel. Er übte als Mitglied des Fachnormenausschusses<br />
„Schweißtechnik“ viele Jahre hindurch<br />
die Funktion des Schriftführers aus. Weiters war er<br />
Mitarbeiter in der ISO, DIN, CEN sowie in den DVS-<br />
Arbeitsgruppen „Schweißen in der Handwerkswirtschaft“<br />
und „Schulung und Prüfung“.<br />
Richard Marek gab seine großen Erfahrungen auch als<br />
Vortragender und Prüfer in Schweißtechnologen- und<br />
Schweißwerkmeisterlehrgängen weiter. Außerdem initiierte<br />
er mehrere zweitägige Seminare in Graz, Innsbruck,<br />
Linz und Wien, die Abhaltung des Hochschullehrganges<br />
„Beanspruchungsgerechte Schweißkonstruktionen“ im<br />
Jahr 1990 und auch Veranstaltungen „Erfahrungsaustausch“<br />
für den zwanglosen Informationsaustausch unter<br />
Fachkollegen.<br />
Durch die Verleihung des Goldenen Ehrenzeichens für<br />
Verdienste um die Republik Österreich, der Ehrenmitgliedschaft<br />
der ÖGS, der Goldenen Ehrennadel der SZA<br />
und des Österreichischen Normungsinstitutes und weiterer<br />
Auszeichnungen wurden seine großen Leistungen<br />
mehrfach gewürdigt. Außerdem wurde ihm im Jahr 1991<br />
der DVS-Ehrenring für seine Verdienste auf technischwissenschaftlichem<br />
Gebiet in jahrelanger Gemeinschaftsarbeit<br />
mit dem Deutschen Verband für Schweißtechnik<br />
verliehen.<br />
•<br />
72 SCHWEISS- und PRÜFTECHNIK <strong>03</strong>-<strong>04</strong>/<strong>2019</strong>
Praxis DVS Band 39<br />
Elektrotechnik für das Lichtbogenschweißen<br />
DVS-Media GmbH; . Auflage <strong>2019</strong>; 98 Seiten; 37 Bilder und Abbildungen, 4 Tabellen<br />
ISBN 978-3-96144-<strong>04</strong>2-9<br />
Preis: EUR 28,00<br />
Inhalt: Physikalische Begriffe, Größen und elektrische Bauteile / Grundlegende elektrische<br />
Schaltungen / Definitionen und Beziehungen elektrischer Größen / Lichtbogenschweißen /<br />
Schweißstromquelle / Messtechnik für das Lichtbogenschweißen / Gesundheits-, Arbeits- und<br />
technischer Schutz<br />
Berichte DVS Band 350<br />
Schweißen im Anlagen- und Behälterbau <strong>2019</strong><br />
Vorträge der gleichnamigen Sondertagung in München vom 19. bis 22. Februar <strong>2019</strong><br />
DVS-Media GmbH; Erscheinungsdatum: Februar <strong>2019</strong>; 132 Seiten<br />
ISBN 978-3-96144-055-9<br />
Preis: EUR 59,00<br />
Jahrbuch Schweißtechnik <strong>2019</strong><br />
DVS-Media GmbH<br />
ISBN 978-3-96144-<strong>04</strong>4-3<br />
Preis: EUR 45,35<br />
Sonderangebot: je 1 Jahrbuch Schweißtechnik 2017, 2018, <strong>2019</strong> – Gesamtpreis: EUR 86,85<br />
Richtlinie DVS 2225-2 (02/<strong>2019</strong>)<br />
ersetzt Ausgabe 08/1992<br />
Schweißen von Dichtungsbahnen aus polymeren Werkstoffen<br />
– Baustellenprüfung<br />
18 Seiten; EUR 54,50<br />
Richtlinie DVS 2225-6 (02/<strong>2019</strong>)<br />
Schweißen von Dichtungsbahnen aus polymeren Werkstoffen<br />
– Anforderungen an Schweißmaschinen und<br />
Schweißgeräte<br />
15 Seiten; EUR 51,00<br />
Merkblatt DVS/EFB 3410 (02/<strong>2019</strong>)<br />
ersetzt Ausgabe 05/2014<br />
Stanznieten – Überblick<br />
28 Seiten; EUR 70,10<br />
Merkblatt DVS/EFB 3461 (12/2018)<br />
ersetzt Ausgabe 11/2010<br />
Begriffe des mechanischen Fügens in drei Sprachen –<br />
Englisch/Deutsch/Französisch<br />
10 Seiten; EUR 39,00<br />
Richtlinie DVS 3320-2 (01/<strong>2019</strong>)<br />
Qualitätsanforderung in der Haftklebebandanwendung<br />
für permanente klebtechnische Verbindungen<br />
21 Seiten; EUR 62,55<br />
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EINLADUNG<br />
ZVR-Zahl: 276515652<br />
zum Festvortrag<br />
„Geschichte der voestalpine"<br />
von Dipl.-Ing. Hans-Peter Narzt, Geschichteclub voestalpine<br />
am 4. April <strong>2019</strong> um 14.00 Uhr<br />
im Panoramacafé voestalpine Stahlwelt, voestalpine-Straße 4, 4020 Linz<br />
Tagesordnung:<br />
Im Anschluss lädt das ÖGS-Präsidium zur<br />
Ordentlichen Hauptversammlung der<br />
Österreichischen Gesellschaft für Schweißtechnik ein.<br />
1. Eröffnung durch das Präsidium<br />
2. Kenntnisnahme und Genehmigung der Niederschrift der ordentlichen Hauptversammlung vom<br />
20. Juni 2018<br />
3. Vorlage des Tätigkeitsberichtes 2018<br />
4. Vorlage des Rechnungsabschlusses 2018<br />
5. Bericht der Rechnungsprüfer<br />
6. Genehmigung des Rechnungsabschlusses 2018<br />
7. Entlastung des Vorstandes<br />
8. Neuwahl der Funktionäre<br />
8.1 des Präsidiums<br />
8.2 der Beiräte<br />
8.3 des Kassenwarts<br />
8.4 der Rechnungsprüfer<br />
9. Vorlage und Genehmigung des neuen Jahresvoranschlages 2020<br />
10. Änderung der Statuten<br />
11. Festlegung der Mitgliedsbeiträge 2020<br />
12. Behandlung von vorliegenden Anträgen<br />
Laut Statuten § 7 stehen den ordentlichen Mitgliedern das aktive und passive Wahlrecht zu.<br />
Laut § 9 müssen Anträge von Mitgliedern, die für eine Behandlung in der Hauptversammlung bestimmt sind,<br />
mindestens 14 Tage vor deren Zusammentritt beim Präsidium mittels eingeschriebenen Briefes eingelangt<br />
sein.<br />
Der Eintritt ist frei. Wir ersuchen um Voranmeldung in unserem Sekretariat: office@oegs.org<br />
Wir bitten um zahlreichen Besuch!