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© KOHLER 2023HANS KOHLER AG, Claridenstrasse 20, Postfach, CH-8022 Zürich, Telefon 044 207 11 11, Fax 044 207 11 10 127Weitere Verfahren für spezielle Anwendungen, auf die nicht im Detail eingegangen werden soll, sind u.a.:– Unterpulverschweissen– Elektroschlackeschweissen– Plasmaschweissen– Laserschweissen– Elektronenstrahlschweissen (unter Vakuum)– HochleistungsschweissenLichtbogenschweissungLichtbogenschweissen mit einer ummantelten Elektrode ist das einfachste und verbreitetste Verfahren. Die effiziente Wärmequelle (Lichtbogentemperatur ca. 6000°C), die Einfachheit der Methode und die Anwendbarkeit in jeder Lage befürworten dieses Verfahren. Diese Methode wird bei Materialstärken über 1 mm angewendet.WIG/TIG-Schweissung(Wolfram/Tungsten Inert Gas)Bei diesem Verfahren wird die erforderliche Wärme durch einen Lichtbogen erzeugt, der zwischen einer nichtabschmelzenden Wolfram-Elektrode und dem Werkstück gezündet wird. Als Schutzgas verwendet man vorwiegend reines Argon oder Argon mit einem Zusatz von einigen Prozent Wasserstoff. Bleche bis zu einer Materialdicke von 2 mm kann man ohne Zusatzwerkstoff schweissen. Bei grösseren Blechdicken benötigt man einen Schweisszusatzdraht.MIG/MAG-Schweissung(Metal Inert/Aktiv Gas)Der Lichtbogen wird hier zwischen dem Zusatzwerkstoff (Draht) und dem Werkstück gezündet. Beim MIG-Verfahren arbeitet man mit inerten Helium-Argon-Gemischen, während beim MAG-Verfahren mit reaktiven Helium-Argon-Kohlen-dioxid-Gasgemischen gearbeitet wird. Diese Verfahrenempfehlen sich für Materialdicken über 5 mm.5.5.3 Schweissbarkeit der verschiedenen EdelstähleFerritische StähleFerritische Stähle zeigen keine Gefügeumwandlungen. Sie sind daher nicht oder nur bedingt härtbar. Dies erleichtert das Schweissen im Vergleich zu den martensitischen Stählen. Die ferritischen Stähle neigen jedoch zu Kornwachstum. Dies führt zu einer Versprödung, d.h. einer verminderten Zähigkeit nach dem Schweissen.Es empfiehlt sich daher, die Werkstücke vor dem Schweissen auf ca. 200°C vorzuwärmen und nachher bei 750°C nachzuglühen. Als Schweisszusatz verwendet man ferritische, ferritisch-austenitische oder austenitische Materialien. Fehlen die Möglichkeiten, das Werkstück vorzuwärmen oder nachzuglühen, muss ein austenitisches Schweissgut verwendet werden.Martensitische StähleInfolge des hohen C-Gehaltes unterliegen diese Stähle bei der Abkühlung aus der Schweisstemperatur einer Gefügeumwandlung und neigen zu Härterissen. Nur unter Beachtung besonderer Massnahmen kann die Rissbildung vermieden werden. Empfehlenswert ist ein Vorwärmen des Werkstückes vor dem Schweissen auf 200–300°C und ein nachfolgendes Glühen bei 700–750°C. Bei Stählen, die einen Kohlenstoffgehalt über 0.30% aufweisen, sollte vom Schweissen abgesehen werden.Austenitische StähleDie austenitischen Stähle sind sehr gut schweissbar. Wie jedoch bereits im Kapitel «Korrosion» erwähnt, muss die Gefahr der Bildung von Karbidausscheidung auf den Korngrenzen und der interkristallinen Korrosion berücksichtigt werden. Austenitische Stähle haben einen hohen Ausdehnungs- oder besser gesagt Schrumpfungskoeffizienten. Dieses Phänomen muss beim Vorschweissen (Heften) von grösseren Edelstahlkonstruktionen berücksichtigt werden; andernfalls muss damit gerechnet werden, dass sich die Konstruktion massiv verziehen kann.Ferritisch - austenitische Stähle (Duplex)Diese Stähle liegen bezüglich der Schweissbarkeit zwischen den ferritischen und austenitischen Werkstoffen. Werden diese Stähle beim Schweissen einer längeren Erwärmung im Bereich von 650–850°C ausgesetzt, so bildet sich eine intermetallische Ausscheidung, die so genannte «Sigmaphase», die eine Verminderung der Zähigkeit bewirkt. Durch ein Rekristallisationsglühen bei 950–1000°C kann die Sigmaphase wieder aufgelöst und das Material auf die normale Zähigkeit regeneriert werden. Zum Schweissen verwendet man austenitische und ferritischaustenitische Zusatzwerkstoffe.5.5.4 Anlauffarben und SchweissfehlerWie bereits im Kapitel 2.3 erwähnt wurde, schützen sich die korrosionsbeständigen Stähle durch die Bildung einer sehr beständigen, stabilen Chromoxidschicht (Passivschicht).Anlauffarben entstehen bei Wärmebehandlungen oder beim Schweissen ohne ausreichenden Oxidationsschutz durch Reaktion des Stahls mit dem oberflächlich anhaftenden Restsauerstoff. Dabei wird die Passivschicht zerstört und durch eine neue Schicht mit grundsätzlich anderem Aufbau und v.a. ohne schützende Wirkung ersetzt. Der Aufbau dieser neuen Schicht und damit auch ihre Korrosionsbeständigkeit ist in erster Linie von der eingebrachten Maximaltemperatur sowie vom Temperatur-Zeitverlauf abhängig. Aus entsprechenden Korrosionsversuchen geht hervor, dass Anlauffarben keine Passivschichten sind und daher die Korrosionsbeständigkeit lokal deutlich herabsetzen. Anlauffarben müssen daher entweder durch geeignete Massnahmen (z.B. im Innern von geschweissten Rohren durch Formieren) vermieden oder nachträglich vollständig entfernt werden, damit sich auch im Bereich der Schweissnaht wieder die ursprüngliche Passivschicht mit der ursprünglichen Korrosionsbeständigkeit bilden kann.Auch Schweissfehler können die Korrosionsbeständigkeit lokal herabsetzen und müssen daher vollständig entferntwerden. Als Schweissfehler gelten z.B.:– unvollständige Aufschmelzung – Einbrandkerben – Poren – Schlackeneinschlüsse – Spritzer – ZündkerbenSchweissfehler müssen durch Schleifen und/oder Reparaturschweissen entfernt werden.Korrosionsbeständige Edelstähle