WISSENSWERTES FÜR DEN SCHWEISSER

Werkstofforientierte Auswahl
Martensitische Stähle – Legierungsbasis 12 % Chrom
(z.B. 12%Cr-Stähle X20CrMo12-1. X22CrMoV12-1 und X22CrMoWV12-1).
Die Stähle liegen ebenfalls im vergüteten Zustand vor. Durch das weitgehend martensitische
Gefüge ist eine ganz spezielle Wärmeführung beim Schweißen zu berücksichtigen. In der Praxis
haben sich zwei verschiedene Technologien eingebürgert, die unter den Begriffen martensitisches
bzw. austenitisches Schweißen bekannt sind.
Der Unterschied besteht in der Vorwärm- und Zwischenlagentemperatur, die beim austenitischen
Schweißen über der Ms-Temperatur (400 bis 450 °C) und beim martensitischen Schweißen unter
der Ms Temperatur (200 bis 250°C) liegt. Nach dem Schweißen erfolgt eine Abkühlung auf 80 bis
120 °C mit anschließender Wärmebehandlung im Temperaturbereich von 720 bis 780 °C.
Martensitische Stähle – Legierungsbasis 9 % Chrom
(z. B. 10CrMoVNb9-1, X12CrMoWNiVNbN10-11 and E911/NF 616).
Seit Anfang der 80er Jahre steht mit dem nach ASTM A335 genormten Stahl Grade P91 ein weiterer
Werkstoff zu Verfügung, der durch seine modifizierte Legierungsbasis hervorragende Warmfestigkeitseigenschaften
gewährleistet. Darüber hinaus sind Bestrebungen im Gange, Nachfolgegenerationen
für die P91-Werkstoffe zu finden. Diese artverwandten, noch nicht genormten Werkstoffe
(NF 616, P911 und HCM12) sollen vor allem durch die Zulegierung von Wolfram noch deutlich
höhere Zeitstandfestigkeitswerte garantieren.
Die 9%Chrom-Typen weisen im Gegensatz zu den 12%Chrom-Typen vor allem durch den niedrigeren
C-Gehalt eine geringere Aufhärtungsneigung beim Schweißen auf, wodurch auch die Gefahr
einer Kaltrißbildung und das Auftreten von Spannungsrißkorrosion verringert wird. Eine Vorwärmund
Zwischenlagentemperatur im Bereich von 200 bis 300 °C ist aber zu berücksichtigen.
Da die Schweißtechnologie einen wesentlichen Einfluß auf die erzielbaren Zähigkeitseigenschaften
im Schweißgut hat, ist der Einsatz der Viellagentechnik, d. h. geringe Lagendicke empfehlenswert,
um einen hohen Anteil an vergütetem Schweißgutgefüge und damit ein verbessertes Zähigkeitsniveau
zu erreichen.
Vor der notwendigen Anlaßglühung (740 - 775 °C) ist eine Zwischenabkühlung auf Raumtemperatur
erforderlich, um eine vollständige Martensitumwandlung zu erreichen.
Auswahl von Schweißzusätzen
Als Schweißzusätze kommen im wesentlichen artgleich legierte Typen zum Einsatz. Nur unter dieser
Voraussetzung kann von der Schweißverbindung eine dem Grundwerkstoff entsprechende
Zeitstandfestigkeit erwartet werden. Bei Stabelektroden sind solche mit basischer oder Rutilumhüllung
vorhanden, wobei letztere aufgrund schlechterer mechanischer Gütewerte und des höheren
Wasserstoffangebots nur für Stähle bis max. 5 % Cr und bis zu 12 mm Wanddicke verwendet
werden. Rutilumhüllte Stabelektroden finden hauptsächlich für Wurzelschweißungen Verwendung.
An Rohren wird vielfach das WIG-Schweißen für die Wurzellage eingesetzt. Auch die MAG- und
UP-Verfahren gewinnen zunehmend an Bedeutung. Das Gasschmelzschweißen ist auf dünnwandige
Verbindungen an Stählen bis zu max. 2.5 % Cr beschränkt.
Schweißtechnologie
◆ Es sind nur dem Grundwerkstoff artgleich legierte Schweißzusätze zu verwenden.
◆ Normalgeglühte Stähle, wie z. B. 16Mo3, sind ab bestimmten Wanddicken auf 150 °C vorzuwärmen.
◆ Vergütete Stähle, wie z.B. 13CrMo4-5. sind je nach Sorte auf 100 bis 300 °C vorzuwärmen
und nach dem Schweißen im Bereich von 640 bis 740 °C zu glühen.
◆ Bei martensitischen Cr-Stählen auf der Basis X20CrMoV12-1 ist auf eine spezielle Wärmeführung
zu achten, d. h. vorwärmen auf 200 - 250 °C oder 400 - 450 °C, dann abkühlen auf
80 - 120 °C und anschließend glühen bei 720 bis 780 °C.
◆ Martensitische Cr-Stähle auf der Basis 10CrMo9-10 sind auf 200 bis 300 °C vorzuwärmen
und können nach dem Schweißen auf Raumtemperatur abgekühlt werden. Anschließend ist
eine Anlaßbehandlung bei 750 °C vorzunehmen.
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