Fuegetechnik_Schweisstechnik_LP

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