Fuegetechnik_Schweisstechnik_LP
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2 Metallische Werkstoffe und deren Verhalten beim Schweißen<br />
2.1 Schweißbarkeit<br />
Die Bauteilherstellung beginnt beim Konstrukteur, der für die „bauliche Durchbildung“ verantwortlich ist. Er<br />
bilanziert die im Bauteil vorhanden Spannungen und gleicht sie mit den zulässigen Spannungen der infrage<br />
kommenden Werkstoffe unter Berücksichtigung einer ausreichenden Sicherheit ab. Ferner hat er neben der<br />
Festigkeit auch weitere Eigenschaften wie Korrosions- bzw. Verschleißbeständigkeit sowie die Werkstoffkosten<br />
zu berücksichtigen. Außerdem obliegt dem Konstrukteur in der Regel die Auswahl des geeigneten<br />
Fügeverfahrens. Dabei kommen das kraftschlüssige Schrauben, das kraft- oder formschlüssige Nieten, das<br />
Löten, das Kleben oder das Schweißen in Frage. Dies kann, auch wenn alles nach technischen Regeln fachgerecht<br />
und ordnungsgemäß ausgeführt wurde, dennoch mit einem gewissen Restrisiko im Betrieb hinsichtlich<br />
eines möglichen Versagens verbunden sein. Dieses Restrisiko zu minimieren ist nun Aufgabe sowohl der<br />
Konstruktion wie auch der Fertigung. Es ist leicht ersichtlich, dass beide am gleichen Strang ziehen und von<br />
daher diese beiden Sparten unbedingt miteinander kommunizieren müssen. Unterbleibt dies, ist im<br />
ungünstigsten Fall der Schaden vorprogrammiert. Insofern ist ein vernetztes Denken zwischen den drei<br />
klassischen Teildisziplinen Konstruktion, Fertigung und Werkstoffe erforderlich, die im Falle des Schweißens<br />
zusammengefasst als so genannte Schweißbarkeit eines Bauteils im DIN-Fachbericht ISO/TR 581 beschrieben<br />
und im weiteren Verlauf auszugsweise erläutert wird.<br />
Der Begriff „Schweißbarkeit“ wird oft fälschlicherweise auch als Synonym für die Schweißeignung verwendet.<br />
Die Frage: „Ist der Werkstoff schweißbar?“ ist höchst unpräzise und lässt sich ohne weitere Überlegung sofort<br />
mit einem „ja“ beantworten. Wesentlich präziser sind dagegen die Fragen: „Eignet sich der Werkstoff zum<br />
Schweißen?“ oder „wie verhält er sich beim Schweißen?“<br />
Insofern ist der Begriff „Schweißbarkeit eines<br />
Bauteils“ inhaltlich sehr weit gefasst und gliedert<br />
sich als Bewertungsgröße auf in die Teilbereiche<br />
(Bild 2.1-1):<br />
– Schweißeignung des Werkstoffes,<br />
– Schweißsicherheit der Konstruktion und<br />
– Schweißmöglichkeit der Fertigung.<br />
Die Schweißbarkeit des Bauteils ist dann<br />
gegeben, wenn der Stoffschluss durch Schweißen<br />
mit geeigneten Prozessen und Abläufen so<br />
Bild 2.1-1. Darstellung der Schweißbarkeit [1].<br />
erfolgen kann, dass die für den jeweiligen<br />
Verwendungszweck ausreichende Belastbarkeit<br />
während der projektierten Lebensdauer des Bauteils zu angemessenen Kosten gewährleistet ist. Die Schweißbarkeit<br />
ist dabei umso günstiger, je weniger die einzelnen Einflussgrößen zu beachten sind.<br />
Schweißeignung<br />
Die Schweißeignung des Werkstoffs wird durch seine chemische Zusammensetzung wie auch von seinen<br />
metallurgischen und physikalischen Eigenschaften bestimmt. Alles, was von der chemischen Zusammensetzung<br />
des Werkstoffs ausgeht, soll anhand der nachstehenden Auflistung kurz beleuchtet werden:<br />
Sprödbruchneigung:<br />
Das spröde Bruchverhalten ist höchst unerwünscht, weil es plötzlich, ohne jegliche Vorwarnung eintritt.<br />
Alterungsneigung:<br />
Die Alterung beschreibt im Allgemeinen die zeitlich fortschreitende Versprödung eines Werkstoffs.<br />
Härtungsneigung:<br />
Nicht nur der „aufhärtende“ Kohlenstoff in umwandelnden Stählen, sondern auch die C-Diffusions-behindernden<br />
Legierungselemente tragen zu einer Aufhärtung bei.<br />
Heißrissneigung:<br />
Darunter versteht man die Rissbildung, die im Schweißgut und / oder in der Wärmeeinflusszone bei hohen<br />
Temperaturen auftreten kann.<br />
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