Fachinfos zum Schweißen von plattierten Erzeugnissen, Teil 1

Fachinfos zum Schweißen von plattierten Erzeugnissen, Teil 1

Bei plattierten Erzeugnissen handelt es sich üblicherweise um Bleche aus Kesselbau- oder Feinkornbaustählen als Grundwerkstoff und einer Auflage aus hochlegierten, nichtrostenden oder hitzebeständigen Stählen. Legierungen auf Nickelbasis sind als Auflage ebenfalls möglich. In einem zweiteiligen Beitrag haben wir Fachinfos dazu zusammengestellt, worauf es beim Schweißen von plattierten Erzeugnissen zu achten gilt.

Fachinfos zum Schweißen von plattierten Erzeugnissen, Teil 1

Die Anforderungen an die Schweißverbindung

Beim Schweißen von plattierten Erzeugnissen muss die Verbindung zwei wesentlichen Anforderungen gerecht werden. Zum einen ist das die Korrosionsbeständigkeit. Um sie zu erreichen und sicherzustellen, muss die Seite der Schweißverbindung, die möglicher Korrosion ausgesetzt ist, genauso beständig sein wie der Werkstoff, der aufplattiert wird.

Die zweite Anforderung bezieht sich auf die mechanischen Werte. Hier gilt generell, dass die mechanisch-technologischen Werte der Schweißverbindung die Festigkeit des Bauteils nicht beeinträchtigen dürfen.

Wenn sich die Plattierungswerkstoffe verbinden, kommt es automatisch zu Austenit-Ferrit-Übergängen. Solche Übergänge lassen sich nicht vermeiden. Doch damit sich die Legierungsbestandteile beim Vermischen nicht zu sehr verdünnen und in der Übergangszone auch keine spröden Martensitgefüge entstehen, muss der Schweißer jedenfalls beim Schweißen der ersten Lage die Schweißbedingungen optimal wählen.

Sowohl der Schweißprozess als auch die Schweißparameter sollten also ideal auf die einzelnen Werkstoffe abgestimmt sein. Außerdem sollte der Schweißer auf möglichst hochlegierte Schweißzusätze zurückgreifen.

Tatsächlich spielt die zweite Anforderung aber letztlich nur bei Schweißnahtausführungen eine Rolle, die von einer Seite zugänglich sind. Denn bei beidseitig zugänglichen Nähten fließt der Grundwerkstoff als tragender Wandteil in die Berechnung des Bauteils ein.

Die Plattierungsauflage wird nicht berücksichtigt. Die Duktilität, also die plastische Verformbarkeit bei Belastung, muss aber trotzdem gewährleistet sein.

Die Schweißzusätze beim Schweißen von plattierten Erzeugnissen

Welche Schweißzusätze geeignet sind, um die Werkstoffe der Plattierungsauflage zu fügen, hängt von der Form ab, in der die Schweißnaht ausgeführt wird. Hier spielt eine Rolle, von welcher Seite die Naht zugänglich ist und ob sie ein- oder mehrlagig gearbeitet wird.

Beidseitig zugängliche Schweißnähte

Bei Schweißnähten, die von beiden Seiten zugänglich sind, muss der Schweißer zunächst den Grundwerkstoff mit einem artgleichen oder artähnlichen Schweißzusatz fügen. Erst im Anschluss daran schweißt er die Plattierungsseite mit einem geeigneten Zusatzwerkstoff.

Ein unlegierter oder niedriglegierter Schweißzusatz eignet sich nicht, um damit auf den Plattierungswerkstoff zu schweißen. Gleiches gilt für Zusatzwerkstoffe, die auf artgleiche oder höher legierte Schweißzusätze aufgebracht werden. Das hätte nämlich zur Folge, dass sich zu harte und kaum verformungsfähige martensitische Mischzonen bilden würden.

Anzeige

Führt der Schweißer die Naht einlagig aus, braucht er einen Schweißzusatz, der möglichst hoch legiert ist. Ideal ist ein Zusatz, der höher legiert ist als die Plattierungsauflage. Gleichzeitig sollte der Schweißer auf ein Schweißverfahren zurückgreifen, bei dem die Vermischung der Werkstoffe gering ausfällt. Zusätzlich dazu sollte er die Parameter optimieren.

Auch bei einer mehrlagigen Ausführung der Schweißnaht sollte der Schweißer für die erste Lage und die Zwischenlagen auf einen möglichst hoch legierten Schweißzusatz zurückgreifen. Handelt es sich um eine austenitische Plattierung, ist außerdem ein austenitischer Schweißzusatz, der Ferrit enthält, Pflicht. Ein Zusatz auf Nickelbasis hingegen ist tabu.

Denn die ferrithaltige Decklage würde Nickel aus dem Schweißgut aufnehmen und dadurch vollaustenitisch und anfällig für Warmrisse werden. Schweißzusätze auf Nickelbasis sind aber möglich, wenn die Plattierung ebenfalls auf Nickel basiert. Für die Decklage setzt der Schweißer dann einen Zusatz ein, der auf den Plattierungswerkstoff abgestimmt ist.

Einseitig zugängliche Schweißnähte

Wird die Naht von der Seite des Auflagewerkstoffs aus gearbeitet, muss der Schweißer sicherstellen, dass sich das Schweißgut nicht mit dem Trägerwerkstoff vermischt.

Deshalb wird in solchen Fällen normalerweise das WIG-Schweißen angewendet. Der Schweißer nutzt einen artgleichen oder eventuell höher legierten Zusatzwerkstoff und schirmt die Wurzel mit Schutzgas ab.

Erfolgt das Schweißen auf der Seite des Trägerwerkstoffs, gelten die Regeln, die beim Fügen von Mischverbindungen Anwendung finden. Zusätzlich dazu muss der Schweißer beachten, dass die mechanisch-technologischen Werte des Schweißzusatzes mit Blick auf die Berechnung des Bauteils ausreichen.

Hilfreich an dieser Stelle können das Schaeffler-Diagramm und eine Mischrechnung sein. Sie liefern zuverlässige Aussagen darüber, welches Gefüge im Austenit-Ferrit-Übergang entsteht und wie das durch die Vermischung verdünnte Schweißgut zusammengesetzt ist.

Ferritische Chrom-Stähle als Plattierungsauflage

Kommt ein ferritischer Chrom-Stahl als Auflage zum Einsatz, ist es in den meisten Fällen möglich, die ganze Plattierungsseite mit einem austenitischen Schweißzusatz zu schweißen.

Eine Ausnahme gilt zum Beispiel dann, wenn eine schwefelhaltige Atmosphäre bei einer Betriebstemperatur über 450 Grad Celsius vorliegt. Dann ist für das Schweißen des Plattierungswerkstoffs ein Schweißzusatz erforderlich, der die Korrosion unterbindet.

Mehr Ratgeber, Tipps und Anleitungen:

Thema: Fachinfos zum Schweißen von plattierten Erzeugnissen, Teil 1

Redakteure
Twitter

Veröffentlicht von

Redakteure

Rudolf Bozart, Baujahr 1964 Schweißfachingenieur, Gerd Meinken geboren 1972, Schweißwerkmeister, Thorsten Kamps, geboren 1981 Coautor und Christian Gülcan, Betreiber der Webseite, schreiben hier alles Wissenswerte zu Schweißtechniken und Schweißverfahren, geben Tipps und Anleitungen zu Berufen, Schweißgeräten, Materialkunde und Weiterbildung.

Kommentar verfassen