Schutzgasschweißenhochlegierter WerkstoffeVerfahrenstechnik undSchutzgaseauswahl

Zum richtigen Werkstoff das passende Schutzgas

Die zügige Weiterentwicklung bei Grund- undZusatzwerkstoffen erfordert auch ein entspre-chend aufgefächertes Schutzgase-Programm.Dies gilt in gleicher Weise für das WIG- wie auchdas MIG-/MAG-Schweißen.

WIG-SchweißenÜberwiegend wird mit Argon geschweißt.Wasserstoff-Zusätze erhöhen erheblich die Leis-tung, Wasserstoff-Gehalte > 2 % sind jedochteilweise nur für die mechanisierte Anwendunggeeignet. Bei Duplex-Stählen kann ein Stickstoff-Zusatz günstig sein, um den Austenitanteilsicherzustellen. Auch bei Vollausteniten kann einStickstoff-Zusatz die Einhaltung niedriger Delta-Ferrit-Grenzen gewährleisten. Wasserstoff-Zusätze sind nicht verwendbar für Duplex-Stähle.

MIG-/MAG-SchweißenAustenite werden allgemein unter Argon-Misch-gas mit 2,5 % CO2-Anteil geschweißt. Sauerstoffkann auch verwendet werden, führt aber zu einerstärker oxidierten Nahtoberfläche. Heliumzusätzevon z. B. 15 % erweisen sich in vielen Fällen alsbesonders wirksam. Dies gilt ganz ausgeprägtsowohl für Duplex-Stähle wie auch für Vollauste-nite.

WurzelschutzgaseIn der Regel werden sogenannte Formiergase, inForm von Stickstoff-Wasserstoff-Gemischen, ein-gesetzt. Die Wasserstoff-Komponente gibt mehrSicherheit gegen Reste von Luftsauerstoff. Hier-zu werden unter Baustellenbedingungen eherhöhere Wasserstoff-Gehalte verwendet als in derWerkstatt. Wasserstoff-Zusätze im Wurzelschutz-gas finden bei Duplex-Stählen aufgrund neuesterVorschriften keine Anwendung mehr.

Schutzgase zum WIG- Schweißenhochlegierter Stähle nach DIN EN ISO 14175

Schweiß-Argon 4.6 I1 WIGSchweiß-Argon spezial 4.8 I1 WIGHelium 4.6 I2 WIGInoxline H2 R1 WIGInoxline H5 R1 WIGInoxline H7 R1 WIGInoxline H20 R2 Plasmaschneiden

Inoxline H35 R2 Plasmaschneiden

Inoxline He3 H1 R1 WIGInoxline N1 N2 WIGInoxline N2 N2 WIGInoxline He15 N1 N2 WIG

Schutzgase zum MAG-Schweißen auste-nitischer Stähle nach DIN EN ISO 14175 

Inoxline He30 H2 C Z MAG MInoxline He15 C2 M12 MAG MInoxline C2 M12 MAG MInoxline C3 X1 M14 MAG MInoxline X2 M13 MAG MFerroline X4 M22 MAG M

Wurzelschutzgase nach DIN EN ISO 14175

Formiergas H5 N5Formiergas H8 N5Formiergas H12 N5Formiergas H25 N5Inoxline H2 R1Schweiß-Argon I1

Kleine WerkstoffkundeAustenite enthalten knapp 20 % Chrom und knapp 10 % Nickel. Das typischeGefüge hat in der Regel einen Ferritgehalt von 5 bis 8 %. Häufig verwendeteWerkstoffe: 1.4301, 1.4541, 1.4571. Austenitische Chromnickelstähle sind entwe-der über Zusätze (meistens Titan) gegen interkristalline Korrosion stabilisiert oderhaben einen besonders niedrigen Kohlenstoffgehalt (LC-Qualitäten).Duplex-Stähle weisen eine erhöhte Korrosionsbeständigkeit insbesondere gegenchloridhaltige Medien auf und besitzen gleichzeitig eine höhere mechanische Fes-tigkeit. Wichtigster Werkstoff: 1. 4462. Duplex-Stähle haben ein Mischgefüge mit50 % Ferritanteil. Superduplexstähle weisen eine erhöhte Lochfraßbeständigkeitauf.Vollaustenite haben einen Ferritgehalt von höchstens 2 %. Dies führt zu einererhöhten Heißrissempfindlichkeit. Andererseits haben Vollaustenite eine höhereKorrosionsbeständigkeit oder Warmfestigkeit. Über den extrem niedrigen Ferrit-gehalt sind diese Werkstoffe unmagnetisch. Typische Werkstoffe: 1.4435 und1.4439.Nickelbasiswerkstoffe werden für höchste Korrosionsansprüche bei hohen Tem-peraturen bis über 1.000 °C eingesetzt. Sie gehören nicht mehr zu den Stahlwerk-stoffen und sind entsprechend in den Werkstoffnummern beginnend mit einer 2gekennzeichnet. Bei der Verarbeitung ist auf äußerste Sauberkeit zu achten.

WIG oder MAG?Mit WIG sind besonders hohe Schweißgutqualitäten zu erreichen, die Bildung vonnichtmetallischen Einschlüssen und Poren ist sehr gering. Die Schweißgeschwin-digkeit ist vergleichsweise niedrig, die Wärmeeinbringung hoch. Das Plasmaschwei-ßen als Variante des WIG-Schweißens garantiert gleiche Werte, es wird vor allenDingen vollmechanisch eingesetzt. Das MAG-Schweißen wird häufig für Kehlnaht-schweißungen verwendet. Besonders bei vollmechanischen Anwendungen kommtes zunehmend auch für hochbeanspruchte Nähte zum Einsatz.ImpulstechnikBeim WIG-Schweißen dient die Impulstechnik im Rahmen der Orbitaltechnik zurErzielung einer einwandfreien Schweißnaht auch in Zwangslagen. Beim MAG-Schweißen geht es hingegen darum, auch im unteren Einstellbereich spritzerarmoder spritzerfrei zu schweißen. Auch ist die Verfahrenssicherheit in Bezug auf denEinbrand erhöht. Moderne Stromquellen bieten, angepasst an die Schutzgase,vorgefertigte Programme mit voller Variationsmöglichkeit der Schweißparameter.Bei hochlegierten Stählen ist das Impuls-Schweißen generell zu empfehlen.WurzelschutzBeim Schweißen hochlegierter Stähle ist Wurzelschutz nötig. Gefordert wird an derSchweißwurzel in aller Regel ein Restsauerstoffgehalt von <20 ppm. WelcheAnlauffarben zugelassen werden, hängt von der jeweiligen Bauteilverwendung ab.Kleine Rohre werden durchströmt, wichtig ist die angepasste Auslassöffnung. Beigrößeren Rohren wird das Wurzelschutzgas gezielt mit Hilfsvorrichtungen an dieSchweißnaht geführt. Auf eine ausreichend lange Vorströmzeit ist zu achten.FülldrähteHochlegierte Stähle werden meistens mit Massivdrähten verschweißt. Es gibt aberauch Anwendungen für Fülldrähte. Dabei dominiert die Verwendung des Rutil-schlacketyps. Durch die Schlackeabdeckung werden sehr blanke Nähte erzeugt, derBeizaufwand ist gering, Spritzerbildung ist praktisch kein Problem. Zu unterscheidenist zwischen langsam erstarrender Schlacke für die Normalposition und schnell er-starrender Schlacke für die Steignaht-Schweißung. In Sonderfällen werden Metall-pulverdrähte eingesetzt, z. B. im Inneren von Behältern, wo die Schlacke störenwürde. Man erreicht mit diesen Drähten früher den Sprühlichtbogen als mit Massiv-drähten.

Hinweis für die Praxis

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