Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM)
In vielen Bereichen des industriellen Stahlbaus, wie z. B. dem Mobilkranbau und im Offshore-Bereich, werden hochfeste Feinkornbaustähle eingesetzt. Um die Tragfähigkeit zu gewährleisten, erfordert die schweißtechnische Verarbeitung dieser Stähle eine zuverlässige Kenntnis des komplexen Wirkzusammenhangs von Schweißprozess, zugrundeliegender Wärmeeinbringung und entsprechender Abkühlbedingungen, chemischer Zusammensetzung von Grund- und Zusatzwerkstoff und daraus resultierender metallurgischer Phänomene in der Schweißnaht und der Wärmeeinflusszone. Mikrolegierungselemente wie Ti und Nb leisten hierbei einen unverzichtbaren Beitrag zur Erhöhung der Festigkeit durch Ausscheidungshärtung. Frühere Untersuchungen zeigten hierbei einen zusätzlichen Einfluss auf die Phasenumwandlung und Aufhärtung bzw. Erweichung der WEZ. Die Normvorgaben für die chemische Zusammensetzung nach DIN EN 10025-6 geben dem Hersteller nur Grenzwerte für die chemische Zusammensetzung vor, innerhalb derer die mech. Eigenschaften zu erreichen sind. Die Wirkung der Mikrolegierungselemente (Karbide und/oder Nitride) sind aber durch Auflösung bzw. Wiederausscheidung in der Wärmeeinflusszone und insbesondere die Aufmischung mit dem eingebrachten Schweißgut teilweise vollkommen konträr. Diese offensichtliche Chargenabhängigkeit erschwert wesentlich die prädiktive Bewertung der Schweißbarkeit eines Werkstoffes und der notwendigen zu erreichenden Beanspruchbarkeit der Schweißnaht. Das Fügen dieser Stähle erfolgt hauptsächlich durch Metall-Schutzgasschweißen (MSG). Moderne Inverterschweißquellen ermöglichen hierbei den Einsatz von gesteuerten Lichtbogenvarianten, wie dem modifizierten Sprühlichtbogen. Dieser zeichnet sich durch erhöhte Abschmelzleistung aus. Diese hohe Wärmeeinwirkung kann sich dabei negativ auf die Phasenumwandlung in der WEZ auswirken. Zusätzliche zu antizipierende Nebeneffekte sind eine Erweichung der WEZ, ebenso wie der gegenteilige Effekt der Aufhärtung. Beide können sich nachteilig auf die Performance der Schweißnaht auswirken in Form von verminderten Zugeigenschaften (durch Softening) oder erhöhter Kaltrissneigung (durch exzessives Hardening). Die Schweißverarbeitung erfordert somit hohe Sorgfalt.
Abstract
Erwerben Sie einen Zugang, um dieses Dokument anzusehen.
© 2026