Schuster

SehweiSen vonEisen-, Stahl- undNickelwerkstoffen

leitfaden für die

schweißmetallurgische Praxis

Inhaltsverzeichnis

Ziel und Umfang dieses Leitfadens - ein Vorwort

11.11.21.3

2

2.12.22.3

33.13.23.3

4

4.14.24.3

5

5.15.2

6

6.16.2

7

7.17.2

88.18.28.3

9

9.19.29.3

10

10.110.1.1

Uniegierte Baustäble 9Werkstoffilbersicht - Grundwerkstoffe 9

Schweißtechnische Verarbeitung der unlegierten Stähle 10Mischverbindungen mit unlegierten Baustählen 12

Höber- und bocbfeste Feinkornbaustäble 15

Werkstoffilbersicht - Grundwerkstoffe 15

Schweißtechnische Verarbeitung der höher- und hochfesten Feinkombaustähle 15Mischverbindungen mit hochfesten Stählen 19

Nickellegierte, kaltzäbe Baustäble 21Werkstoffilbersicht - Grundwerkstoffe 21

Schweißtechnische Verarbeitung der nickellegierten, kaltzllhen Baustähle 22Mischverbindungen mit nickellegierten, kaltzllhen Baustählen 25

Warmfeste (und druckwasserstoffbeständige) Stäble 27

Werkstoffilbersicht - Grundwerkstoffe 27

Schweißen der warmfesten (und druckwasserstoflbeständigen) Stähle 29Mischverbindungen mit warmfesten Stählen 31

Wetterfeste Stäble 3 3

Werkstoffilbersicht - Grundwerkstoffe 33Schweißen der wetterfesten Stähle : 34

Hocbfeste Sonderbaustäble mit erböbtem Verscbleißwiderstand 37

Werkstoffilbersicht - Grundwerkstoffe 37

Schweißtechnische Verarbeitung verschleißfester Sonderbaustähle 38

Betonstabi .43

Werkstoffilbersicht - Grundwerkstoffe 43

Schweißtechnische Verarbeitung von Betonstllhlen 45

Hartmanganstabl 47Werkstoffilbersicht - Grundwerkstoffe 47

Schweißtechnische Verarbeitung von Hartmanganstahl 47Mischverbindungen mit Hartmanganstllhlen 48

Eisengußwerkstoffe 50Werkstoffilbersicht - Grundwerkstoffe 50

Schweißen von Eisengußwerkstoffen 51Mischverbindungen mit Eisengußwerkstoffen 53

Cbromstäble 55

Ferritischer Chromstahl 55Werkstoffilbersicht - Grundwerkstoffe 55

10.1.210.210.2.110.2.210.310.3.110.3.210.410.4.110.4.210.5

11

11.111.1.111.1.211.211.2.111.2.211.311.3.111.3.211.411.4.111.4.211.511.5.111.5.211.611.6.111.6.211.7

12

12.112.212.2.112.2.212.2.312.3

13

13.113.213.2.113.2.213.2.313.313.3.113.3.213.3.2.113.3.2.2

SchweiBtechnische Verarbeitung der ferritischen Chromstähle 55Martensitischer ChromstahL 57Werkstoffiibersicht - GrundwerkstoiIe 57

SchweiBtechnische Verarbeitung der martensitischen Chromstähle 58Weichmartensitische Chrom-Nickel-Stähle 59Werkstoffiibersicht - GrundwerkstoiIe 59

SchweiBtechnische Verarbeitung der weichmartensitischen Chrom-Nickel-Stähle 59Hitzebeständiger Chromstahl 60Werkstoffiibersicht - GrundwerkstoiIe 60

SchweiBtechnische Verarbeitung der hitzebeständigen Chromstähle 61Mischverbindungen mit Chromstählen 62

Chrom-Nickel-(Molybdän- )Stähle 64Austenitische Chrom- Nickel-(Molybdän- )Stähle 64Werkstoffiibersicht - GrundwerkstoiIe 64

SchweiBtechnische Verarbeitung der Chrom- Nickel-Stähle 65Unstabilisierte austenitische Stähle 67Werkstoffiibersicht - GrundwerkstoiIe 67

SchweiBtechnische Verarbeitung 68Stabilisierte austenitische Stähle 69Werkstoffiibersicht - GrundwerkstoiIe 69

Schweißtechnische Verarbeitung 69Austenitische Stähle mit erhöhtem Molybdängehalt 70Werkstoffiibersicht - GrundwerkstoiIe 70

Schweißtechnische Verarbeitung 71Hitze- und zunderbeständige austenitische Stähle 72Werkstoffiibersicht - GrundwerkstoiIe 72

Schweißtechnische Verarbeitung 73Zweiphasige Chrom- Nickel-Stähle (Duplexstähle ) 73Werkstoffiibersicht - GrundwerkstoiIe 73

SchweiBtechnische Verarbeitung 75Mischverbindungen mit Chrom- N ickel-(Molybdän- )Stählen 77

SchweiOtechnische Verarbeitung artfremder Stähle 80

Allgemeine Hinweise 80SchweiBtechnische Verarbeitung, Anforderungen an Mischverbindungen 81Anforderungen an Mischverbindungen ; 82Schweißtechnologische Hinweise 83Anforderungen an SchweiBzusatzwerkstoiIe für Mischverbindungen 84Vermischung beim artfremden Schweißen 84

Nickel und Nickellegierungen 94

Allgemeines 94Werkstoftkundliche Grundlagen 95Erzeugung von Nickel 95Physikalische Eigenschaften 95Chemische Eigenschaften und Korrosionsverhalten 98Nickel und Nickellegierungen 99Reinnickel 99

Nickellegierungen 100Übersicht über Nickellegierungen 100Nickel-Kupfer-Legierungen 100

13.3.2.313.3.2.413.3.2.513.3.2.613.3.2.713.3.2.813.3.2.913.413.4.113.4.213.4.313.4.413.4.4.113.4.4.213.4.513.4.5.113.4.5.213.4.5.313.4.5.413.4.613.4.713.513.5.113.5.213.6

14

14.114.1.114.1.214.1.314.1.414.1.514.1.5.114.1.5.214.1.5.314.1.5.414.1.5.514.1.5.614.1.5.714.1.614.1.714.214.2.114.2.1.114.2.1.214.2.1.314.2.1.414.2.1.514.2.1.614.2.1.714.2.1.7.1

Nickel-Eisen-(Eisen-Nickel- )Legierungen 101Nickel-Chrom-(Eisen- )Legierungen 101Nickel-Chrom-(Kobalt- )Legierungen 101Nickel-( Chrom- )Molybdän-Legierungen 101Eigenschaften ausgewählter Nickellegierungen 102Chemische Zusammensetzung wichtiger Nickellegierungen nach ISO 104Art der Legierungsbildung ausgewählter Nickellegierungen 106Schweißtechnische Verarbeitung 107Grundregeln 107Besonderheiten beim Schweißen von Nickel und Nickellegierungen 107Porenbildung in Schweißverbindungen aus Nickellegierungen 107Vorbereitung zum Schweißen 108Wärmebehandlung und Wärmebehandlungszustand 108Nahtvorbereitung beim Schweißen von Nickel und Nickellegierungen 109Schweißtechnologische Hinweise 110Lichtbogenhandschweißen 110WIG-Schweißen 111MIG-IMAG-Schweißen 111UP-Schweißen 111

Schweißen plattierter Werkstoffe 112Hemdauskleidung (Wallpapering) 112Normung von Nickel und Nickellegierungen 114DIN-Normen rur Nickel und Nickellegierungen 114ISO-Normen rur Nickel und Nickellegierungen 115Mischverbindungen mit Nickellegierungen 116

Übersicht über ausgewählte schweiß metallurgische Probleme 119Korrosion von metallischen Werkstoffen 119

Vorbetrachtungen 119Grundvorgang der elektrolytischen Korrosion 120Übersicht über ausgewählte Korrosionsarten 121Übersicht über wichtige Korrosionsprodukte 121Ausgewählte Probleme zu speziellen Korrosionsarten 122Gleichmäßige Flächenkorrosion 122Mechanismus der interkristallinen Korrosion (IK) 123Mechanismus der Messerlinienkorrosion (MIK) 124Mechanismus der Spannungsrißkorrosion (SpK) 125Mechanismus der Loch( fraß)korrosion (LK) 127Mechanismus der Spaltkorrosion (SK) 128Mechanismus der Kontaktkorrosion (KK) 129Maßnahmen zur Beseitigung bzw. Verminderung der Korrosionsgefahr 130Untersuchung von Korrosionsvorgängen 130Werkstoffbedingte Schweißfehler 133Kaltrisse 133

Definition des Begriffes "Kaltriß" 133Einflußgrößen auf die Kaltrißbildung 133Aufhärtungsrisse 133Wasserstoffinduzierte Risse 134

Lamellarrissigkeit, Terrassenbruch 136Allgemeingültige Maßnahmen zur Vermeidung von Kaltrissen 137Kaltrißprüfung 137Allgemeines zur Kaltrißprüfung 137

14.2.1.7.214.2.1.7.314.2.214.2.2.114.2.2.214.2.2.314.2.2.414.2.2.514.2.2.614.2.2.714.2.2.7.114.2.2.7.214.2.2.814.2.2.914.2.2.9.114.2.2.9.214.2.314.2.3.114.2.3.214.2.3.314.2.3.414.314.3.114.3.214.3.314.3.414.3.4.114.3.4.214.3.4.314.3.4.414.3.514.3.614.3.714.3.7.114.3.7.214.3.7.2.114.3.7.2.214.3.7.314.3.7.414.3.8

15

15.115.1.115.1.215.1.315.1.415.215.2.115.2.215.2.315.2.4

Selbstbeanspruchte Kaltrißprüfung 138Fremdbeanspruchte Kaltrißprüfung 139Heißrisse 140

Definition des Begriffes "Heißriß" 140Voraussetzungen rur die Heißrißbildung 140Mechanismus der Heißrißbildung 141Erstarrungsrisse (solidification cracks) 141Wiederaufschmelzrisse (liquation cracks) 142Risse durch Verformbarkeitsabfall, DDC 142

Möglichkeiten zur Heißrißvermeidung 144Metallurgische Möglichkeiten 145Technologische Möglichkeiten 145Heißrißbildung und Deltaferrit 146Heißrißprüfung 146Selbstbeanspruchte Heißrißprüfverfahren 146Fremdbeanspruchte Heißrißprüfverfahren 147Hohlräume 150

Definition des Begriffes "Hohlraum" 150Lunker 150Poren 151Einschlüsse 152

Deltaferrit in Schweißverbindungen hochlegierter Stähle 153Allgemeines 153Wirkungen des DeItaferrits in austenitischen Stählen und Schweißgütem 153Bildungsmechanismus und Morphologie des Ferrits in austenitischen Cr-Ni-Stählen 153Die Bestimmung von Ferrit 155Zum Problem der Ferritmessung 155Das Ferritzahl-System 157Zustandsdiagramme 158Die Ferritzahlmessung 159Wirkungen der Schweißbedingungen auf den Ferritanteil im Schweißgut... 159Wirkungen von Wärmebehandlungen auf den Ferritanteil im Schweißgut 161Spezifikation von Ferrit 161Allgemeines 161Ferritfreies oder -armes Schweißgut (0 bis 0,5 FN) 162Ferritanteil< 0,1 FN 162Ferritanteil< 0,5 FN 162

Schweißgut mit niedrigen bis mittleren Ferritanteilen (3 bis 15 FN) 163Schweißgut mit hohem Ferritanteil (> 15 FN) 163Einflüsse auf den gemessenen Ferritanteil 164

Hinweise zur Wärmebehandlung von Stählen und Schweißverbindungen 167

Empfehlungen zum Vorwärmen 167Allgemeines 167Vorwärmung von Stählen der Festigkeitsklasse S355 (St 52) nach DVS 1703 168Vorwärmung von Feinkornbaustählen nach SEW 088 (tswKonzept) 169Vorwärmung beim Lichtbogenhandschweißen (Tabelle von MROSKO) 170Die Wärmebehandlung von Grundwerkstoffen 173Normalglühen (Normalisieren) 173Grobkomglühen 174Weichglühen 174Perlitglühen 175

D.:,!.:)

15.2.615.2.715.2.815.2.915.2.9.115.2.9.215.2.9.315.2.9.415.2.9.5

16

16.116.1.116.1.216.1.316.1.416.1.516.1.5.116.1.5.216.1.5.2.116.1.5.2.216.216.2.116.2.216.2.2.116.2.2.216.2.2.316.2.2.416.2.2.4.116.2.2.4.216.2.2.4.316.2.2.4.416.316.3.116.3.216.3.316.3.3.116.3.3.216.416.4.116.4.216.4.316.4.3.116.4.3.216.4.3.316.516.5.116.5.216.616.6.116.6.2

:spannungsannglühen 176Diffusionsglühen 177Härten und Anlassen 178

Vergüten 180Praktische Hinweise tur die Wärmebehandlung von Grundwerkstoffen 180Abschätzen der Höhe der Glühtempemtur 180Richtwerte tur das Autheizen und Abkühlen von Stahlwerkstoffen 181

Autheizgeschwindigkeit von Stahlguß 181Haltezeit beim Spannungsann- bzw. Normalglühen 182Zeitwerte tur die Wärmebehandlung von Schweißkonstruktionen 182

Die Europäische Normung von Stählen, Schweißzusätzen und Hilfsstoffen 184

Die Normung von Stählen 184Allgemeines 184Der Aufbau des Bezeichnungssystems 184Hauptsymbole zur Bezeichnung von Stahlwerkstoffen 185Zusatzsymbole zur Bezeichnung von Stahlwerkstoffen 186Bezeichnungsbeispiele tur Stähle nach Europäischer Normung 187Bezeichnung entsprechend der mechanischen Eigenschaften 187Bezeichnung entsprechend der chemischen Zusammensetzung 189Niedriglegierte Stähle 189Hochlegierte Stähle 191Die Bezeichnung von umhüllten Stabelektroden tur das Lichtbogenhandschweißen 194Allgemeines 194Der Grundaufbau einer Kurzbezeichnung tur umhüllte Stabelektroden 194Verbindlicher Teil 194Nicht verbindlicher Teil 194

Bezeichnungen und Anforderungen 195Bezeichnungsbeispiele 200Bezeichnungsbeispiel nach EN 499 (unlegiert) 200Bezeichnungsbeispiel nach EN 757 (hochfest) 200Bezeichnungsbeispiel nach EN 1599 (wannfest) 201Bezeichnungsbeispiel nach EN 1600 (rostbeständig) 20 1Die Bezeichnung von Drähten und Schweißgütern beim Schutzgasschweißen 202Grundaufbau einer Schweißgutbezeichnung nach EN 440 202Bezeichnungen und Anforderungen 202Bezeichnungsbeispiel tur Schweißdrähte nach EN 440 204Bezeichnung eines Schweißgutes 204Bezeichnung einer Drahtelektrode tur das Schutzgasschweißen 204Die Bezeichnung von Drähten und Schweißgütern beim UP-Schweißen 205Grundaufbau einer Schweißgutbezeichnung nach EN 756 205Bezeichnungen und Anforderungen 206Bezeichnungsbeispiel tur Schweißdrähte nach EN 756 208Bezeichnung einer Draht-Pulver-Kombination tur das Mehrlagen-UP-Schweißen 208Bezeichnung einer Draht-Pulver-Kombination tur das Lage/Gegenlage-UP-Schweißen 209Bezeichnung einer Drahtelektrode zum UP-Schweißen 209Die Bezeichnung von Gasen zum Schutzgasschweißen und zum Schneiden 210Einteilung der Schutzgase nach EN 439 210Bezeichnungsbeispiele nach EN 439 211Die Bezeichnung von Pulvern tur das Unterpulverschweißen 211Definition des Begriffes "Schweißpulver" 211Der Grundaufbau einer Kurzbezeichnung tur Schweißpulver 211

16.6.2.116.6.2.216.6.2.316.6.2.416.6.316.6.3.116.6.3.216.6.3.316.6.3.416.6.3.516.6.3.616.6.3.716.6.3.816.6.3.916.6.3.10

17

17.117.217.317.3.117.3.217.3.317.3.417.3.517.3.617.3.717.3.7.117.3.7.217.3.817.417.4.117.4.217.517.6

18

Verbindlicher Teil 212Nicht verbindlicher Teil 212

Bezeichnungen und Anforderungen 213Bezeichnungsbeispiel nach EN 760 216Beschreibung der Schweißpulvertypen nach EN 760 216Mangan-Silikat-Typ (MS) 216Calcium-Silikat- Typ (CS) 21 7Zirkon-Silikat- Typ (ZS) 217Rutil-Silikat- Typ (RS) 217Aluminat-Rutil- Typ (AR) 21 7Aluminat-basischer Typ (AB) 218Aluminat-Silikat-Typ (AS) 218Aluminat-Fluorid-basischer Typ (AF) 218Fluorid-basischer Typ (FB) 219Typen mit anderen Zusammensetzungen (Z) 219

Anhang 221Glossar - Begriffsdefinitionen 221Anschriften ausgewählter Zusatzwerkstoflhersteller 243Werkstoffvergleich - Grundwerkstoffe 244Unlegierte Baustähle 244Höher- und hochfeste Baustähle 245Warmfeste Stähle 246

Kaltzähe, nickellegierte Baustähle 247Druckwasserstoftbeständige Stähle 247Wetterfeste Stähle 247Chromstähle 248Ferritische Chromstähle 248

Martensitische und ausscheidungshärtbare Chromstähle 249Chrom-Nickel-Stähle 250Weiterfiihrende Literaturhinweise 251Fachliteratur 251Hinweise in Produkthandbüchern 257Tabellenverzeichnis 258

Abbildungsverzeichnis 260

Sachwortverzeichnis 262