Beim letzten Mal ging es um vier Faktoren, die die Leistung beim Metallschweißen beeinflussen, darunter auch Materialeigenschaften. Heute betrachten wir die drei weiteren Faktoren.
2. Prozessfaktoren
Zu den Prozessfaktoren zählen Schweißverfahren, Schweißprozessparameter, Schweißfolge, Vorwärmen, Nachwärmen und Wärmebehandlung nach dem Schweißen. Das vom automatischen Schweißüberwachungssystem verwendete Schweißverfahren hat einen großen Einfluss auf die Schweißbarkeit, was sich hauptsächlich in den Eigenschaften der Wärmequelle und den Schutzbedingungen äußert.
Unterschiedliche Schweißverfahren nutzen Wärmequellen mit sehr unterschiedlicher Leistung, Energiedichte und maximaler Heiztemperatur. Metalle, die mit verschiedenen Wärmequellen geschweißt werden, weisen unterschiedliche Schweißeigenschaften auf. Beispielsweise ist die Leistung beim Elektroschlackeschweißen sehr hoch, die Energiedichte jedoch sehr gering, die maximale Heiztemperatur niedrig, der Aufheizvorgang langsam und die Verweildauer bei hoher Temperatur lang. Dies führt zu grobkörnigem Kornwachstum in der Wärmeeinflusszone und einer deutlichen Reduzierung der Kerbschlagzähigkeit, die durch Normalisierung verbessert werden muss. Im Gegensatz dazu weisen Verfahren wie Elektronenstrahl- und Laserschweißen eine geringe Leistung, aber eine hohe Energiedichte und eine schnelle Erwärmung auf. Die Verweildauer bei hoher Temperatur ist kurz, die Wärmeeinflusszone sehr schmal und es besteht keine Gefahr von Kornwachstum.
Durch die Anpassung der Schweißprozessparameter, den Einsatz von Vorwärmen, Nachwärmen, Mehrlagenschweißen und die Kontrolle der Zwischenlagentemperatur sowie weitere Prozessmaßnahmen lässt sich der Schweißprozess steuern und somit die Schweißbarkeit des Metalls beeinflussen. Maßnahmen wie Vorwärmen vor dem Schweißen oder Wärmebehandlung nach dem Schweißen ermöglichen die Herstellung rissfreier Schweißverbindungen, die den Leistungsanforderungen entsprechen.
Für die Herstellung von blanken Edelstahl-Industrierohren empfiehlt sich eine Wärmebehandlung nach dem Schweißen. Denn selbst nach einer Wärmebehandlung vor der Umformung erhöht sich die Materialspannung nach dem Biegen und Umformen. Die Wärmebehandlung nach dem Schweißen gewährleistet nicht nur die Luftdichtheit und die Schutzgasatmosphäre, sondern verbessert auch die Schweißnahtqualität und erhöht die Materialweichheit. Bei anspruchsvollen Wärmebehandlungen bietet sich die induktive Glühanlage von Hangao Tech (SEKO Machinery) an. Sie bietet eine größere Wärmespeicherfläche als herkömmliche Glühverfahren und verleiht dem Metall dadurch eine höhere Duktilität und Zugfestigkeit.
3. Strukturelle Faktoren
Die Schweißbarkeit wird hauptsächlich durch die Konstruktion von Schweißkonstruktionen und Schweißverbindungen beeinflusst. Dazu gehören der Einfluss von Form, Größe, Dicke, Nahtform, Schweißnahtverlauf und Querschnittsform auf die Schweißbarkeit. Dieser Einfluss manifestiert sich vor allem im Wärmetransport und im Spannungszustand. Unterschiedliche Blechdicken, Nahtformen und Nuten weisen unterschiedliche Wärmetransportrichtungen und -geschwindigkeiten auf, was die Kristallisationsrichtung und das Kornwachstum im Schmelzbad beeinflusst. Die Konstruktion, die Blechdicke und der Schweißnahtverlauf bestimmen die Steifigkeit und Festigkeit der Verbindung und beeinflussen deren Spannungszustand. Eine unzureichende Kristallmorphologie, starke Spannungskonzentrationen und übermäßige Schweißspannungen sind die Hauptursachen für Schweißrisse. Um die Schweißbarkeit zu verbessern, sind die Reduzierung der Verbindungssteifigkeit, die Vermeidung von Querschweißungen und die Verringerung von Faktoren, die Spannungskonzentrationen verursachen, wichtige Maßnahmen in der Konstruktion.
4. Nutzungsbedingungen
Bezieht sich auf die Betriebstemperatur, die Belastungsbedingungen und das Betriebsmedium der Schweißkonstruktion. Diese Betriebsumgebungen und -bedingungen erfordern entsprechende Eigenschaften der Schweißkonstruktion. Beispielsweise müssen Schweißkonstruktionen, die bei niedrigen Temperaturen eingesetzt werden, spröde bruchfest sein; Konstruktionen, die bei hohen Temperaturen eingesetzt werden, müssen kriechfest sein; Konstruktionen, die unter Wechsellasten arbeiten, müssen eine gute Dauerfestigkeit aufweisen; und Schweißbehälter, die in sauren, alkalischen oder salzhaltigen Medien eingesetzt werden, sollten eine hohe Korrosionsbeständigkeit aufweisen usw. Kurz gesagt: Je rauer die Einsatzbedingungen, desto höher die Qualitätsanforderungen an die Schweißverbindungen und desto geringer die Wahrscheinlichkeit, die Schweißbarkeit der Werkstoffe sicherzustellen.
