Liste: Schweißzusätze beim Fügen von Mischverbindungen, 2. Teil

Liste: Schweißzusätze beim Fügen von Mischverbindungen, 2. Teil

Allein schon was Stähle angeht, ist die Vielfalt ernorm. Werden dann noch die möglichen Mischverbindungen aus den unterschiedlichen Stahlsorten untereinander und aus Stählen mit anderen Werkstoffen berücksichtigt, wird die Anzahl der Werkstoffkombinationen nahezu grenzenlos. Entsprechende Normen oder Regelwerke existieren deshalb nur wenige.

Liste Schweißzusätze beim Fügen von Mischverbindungen, 2. Teil

Die allgemeinen Grundregeln, Richtlinien, Empfehlungen und Vorsichtsmaßnahmen, die für die Auswahl von geeigneten Schweißverfahren und Schweißzusätzen beim Fügen von Mischverbindungen gelten, haben natürlich Bestand. Trotzdem braucht der Schweißer für die praktische Umsetzung Fachwissen.

In vielen Fällen ist es nämlich nicht möglich, unterschiedliche Werkstoffe miteinander zu verbinden und dabei optimale Zusätze und Schweißbedingungen für alle Werkstoffpartner sicherzustellen. Vielmehr muss der Schweißer meist Kompromisslösungen finden.

Beim Fügen von Mischverbindungen sind die Schweißzusätze ein wesentliches Kriterium. Der Schweißer muss einen Schweißzusatz auswählen, der dafür sorgt, dass das Schweißgut bei der Aufmischung der beteiligten Grundwerkstoffe nicht zu hart, spröde oder rissanfällig wird.

Welche Schweißzusätze beim Fügen von Mischverbindungen in Frage kommen, haben wir in einer zweiteiligen Liste zusammengestellt. Aber natürlich muss der Schweißer immer auch die Faktoren beachten, die bei der jeweiligen Arbeit relevant sind. Jedenfalls ging es im 1. Teil um Werkstoffkombination mit unlegierten Stählen.

Hier ist der 2. Teil:

Mischverbindungen mit hochfesten Stählen

Wenn hochfeste Feinkornbaustähle miteinander kombiniert werden, sollte sich der Schweißer bei der Auswahl des Schweißzusatzes an der Stahlsorte orientieren, die mit Blick auf die Festigkeit weicher ist. Gehen die Festigkeitseigenschaften der Werkstoffpartner sehr weit auseinander, braucht der Schweißer einen Zusatz mit einer Festigkeit, die zwischen den beiden Grundwerkstoffen liegt.

Andernfalls führt der große Festigkeitsunterschied dazu, dass der Bereich der Schweißnaht zu einer Schwachstelle des Bauteils wird. Das Schweißverfahren muss der Schweißer auf den höherfesteren Werkstoffpartner abstimmen.

Wie beim Verbinden von unlegierten mit austenitischen Stählen ist auch bei der Kombination von hochfesten und austenitischen Stählen ein überlegierter, austenitischer Schweißzusatz erforderlich.

Bei abnahmepflichtigen Schweißarbeiten muss ein Zusatzwerkstoff auf Nickelbasis zum Einsatz kommen, wenn im Nachhinein eine Wärmebehandlung stattfindet, die Betriebstemperatur höher ist als 300 °C oder die Werkstoffe dicker sind als 30 Millimeter.

Mischverbindungen mit kaltzähen Stahlsorten

Werden zwei kaltzähe Stahlsorten miteinander kombiniert, richtet sich der Schweißzusatz nach der erforderlichen Tieftemperaturzähigkeit. Liegt der Nickelgehalt der Stähle unter 3,5 Prozent, genügt ein Schweißzusatz, der mit einem der beiden Werkstoffpartner übereinstimmt.

Im Unterschied dazu muss der Schweißer einen austenitischen Zusatz oder einen Zusatz auf Nickelbasis auswählen, wenn der Nickelgehalt der Stähle fünf bis neun Prozent beträgt.

Auch bei Mischverbindungen aus kaltzähen und austenitischen Stahlsorten ist die notwendige Tieftemperaturzähigkeit das maßgebliche Kriterium. Grundsätzlich kommen dabei in erster Linie vollaustenitische, überlegierte Schweißzusätze in Frage.

Mischverbindungen mit warmfesten Stählen

Bei Kombinationen aus warmfesten Stahlsorten wird in aller Regel der Schweißzusatz verwendet, der für den niedriger legierten Werkstoff optimal ist.

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Warmfeste Stähle müssen meist mit hohen Temperaturen vorgewärmt und einer Wärmebehandlung unterzogen werden. Viele austenitische Stähle neigen aber bei zu einer Versprödung, wenn die Temperaturen über die Marke von 400 °C klettern.

Bei Mischverbindungen aus warmfesten und austenitischen Stählen sollte der Schweißer deshalb zuerst die Schweißflanken des warmfesten Werkstoffes in drei Lagen mit einem Schweißzusatz auf Nickelbasis plattieren und anschließend glühen. Erst dann danach sollte er die eigentliche Mischverbindung herstellen.

Der Einsatz von überlegierten, austenitischen Schweißzusätzen ist nur in Ausnahmefällen möglich.

Mischverbindungen mit Vergütungsstählen

Vergütungsstähle eignen sich generell nur bedingt zum Schweißen. Und je höher der Kohlenstoff-Gehalt ist, desto schlechter ist die Schweißeignung. Beim Schweißen erfordern Vergütungsstähle eine spezielle Wärmeführung, danach ist eine Glühbehandlung notwendig. Schweißzusätze, die artgleich legiert sind, gibt es kaum.

Um Vergütungsstähle zu kombinieren, wählt der Schweißer einen Zusatz aus, der den vorhandenen Festigkeitseigenschaften entspricht und die erforderliche Wärmebehandlung berücksichtigt.

Oft ermöglicht der tatsächliche Einsatzzweck, dass der Schweißer zu einem weicheren oder einem Schweißzusatz auf Nickelbasis greift. Kann auf eine nachträgliche Wärmebehandlung verzichtet werden, ist auch denkbar, einen überlegierten, austenitischen Schweißzusatz auf Chrom-Nickelbasis zu verwenden.

Bei der Kombination von Vergütungsstählen mit austenitischen Stählen gilt das Gleiche wie beim Fügen von warmfesten und austenitischen Stählen. Auch hier sollte der Schweißer also erst die Schweißflanken des Vergütungsstahls in drei Lagen mit einem Zusatz auf Nickelbasis plattieren, dann glühen und danach schweißen.

Bleibt die Betriebstemperatur unter 400 °C und kann auf die Wärmebehandlung verzichtet werden, sind auch überlegierte, austenitische Schweißzusätze denkbar.

Mischverbindungen mit austenitischen Stählen

Werden zwei austenitische Stahlsorten gefügt, richtet sich der Schweißzusatz nach der chemischen Zusammensetzung des höher legierten Werkstoffs. Bei der Verbindung mit einem hitzebeständigen Stahl sollte der Schweißer einen Zusatz wählen, der so legiert ist wie der hitzebeständige Stahl.

Kommen ein austenitischer Stahl und ein Chromstahl zusammen, hängt der Schweißzusatz von den Betriebsbedingungen ab. Die Schweißeignung von ferritischen und martensitischen Chromstählen ist ohnehin begrenzt.

Wegen der notwendigen Wärmeführung beim Schweißen und der nachträglichen Wärmebehandlung muss der Schweißer bei der Auswahl des Zusatzwerkstoffs die Versprödungsneigung im Blick haben.

Werkstoffkombinationen mit Stählen auf Nickelbasis

Für Mischverbindungen, an denen Stähle auf Nickelbasis beteiligt sind, gibt es eine Vielzahl von Schweißzusätzen auf Nickelbasis in unterschiedlichen Legierungen. Im Normalfall wird der Schweißer zu einem Zusatz greifen, der genauso oder ähnlich legiert ist wie der nickelbasierte Grundwerkstoff.

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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.

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