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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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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 />

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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 />

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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 />

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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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SCHWEISS- und PRÜFTECHNIK <strong>03</strong>-<strong>04</strong>/<strong>2019</strong> 71


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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 />

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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 />

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Jahrbuch Schweißtechnik <strong>2019</strong><br />

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Schweißen von Dichtungsbahnen aus polymeren Werkstoffen<br />

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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 />

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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!

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