DVS, Ausschuss fr Technik, Arbeitsgruppe Lichtbogenschweien

File: D:\Eigene Dateien\Kunden\DVS\Ri+Me\0923\0923-1.fmErstellt am: 29.05.2006Zuletzt gendert am: 03.07.2006

Diese Verffentlichung wurde von einer Gruppe erfahrener Fachleute in ehrenamtlicher Gemeinschaftsarbeit erstellt und wird als eine wichtige Erkenntnisquelle zurBeachtung empfohlen. Der Anwender muss jeweils prfen, wie weit der Inhalt auf seinen speziellen Fall anwendbar und ob die ihm vorliegende Fassung noch gltigist. Eine Haftung des DVS und derjenigen, die an der Ausarbeitung beteiligt waren, ist ausgeschlossen.

DVS DEUTSCHER VERBAND

FR SCHWEISSEN UND

VERWANDTE VERFAHREN E.V.

Prfung der schweitechnischen Eigenschaften von Schweipulvern fr das

Unterpulverschweien

Prfung der Strombelastbarkeit

Ersatz fr Ausgabe Februar 1986

Inhalt:

1 Zweck und Geltungsbereich2 Einflussgren auf die Strombelastbarkeit2.1 Grundwerkstoff2.2 Drahtelektrode2.3 Lichtbogenspannung2.4 Stromstrke2.5 Schweigeschwindigkeit2.6 Stromart und Polung2.7 Pulverkrnung3 Beurteilungskriterien3.1 Nahtoberflche3.2 Nahtrandausbildung3.3 Nahtberhhung4 Durchfhrung der Probenschweiung5 Auswertung der Probenschweiung 6 Schrifttum

1 Zweck und Geltungsbereich

Dieses Merkblatt behandelt die Einflsse der wichtigstenSchweiparameter auf die Strombelastbarkeit von UP-Schwei-pulvern zum Schweien von un- und niedriglegierten Sthlen.Bei Schweipulvern fr hochlegierte Werkstoffe kann sinngemin Anlehnung an dieses Merkblatt verfahren werden. Das Merk-blatt ermglicht, Schweipulver untereinander zu vergleichen.

Fr die Vergleichsuntersuchungen werden UP-Eindrahtschwei-ungen als Einlagen-Auftragschweiungen unter festgelegtenSchweibedingungen hergestellt. Anhand von Vergleichsbildrei-hen fr das Aussehen der Nahtoberflche und die Ausbildung desNahtrandes ist eine Beurteilung des Nahtaussehens der Pulvermglich. Anwendern und Herstellern ermglicht die Prfrichtlinieeinen Vergleich verschiedener Pulver. Bei Stumpfnhten mit Fu-genvorbereitungen knnen bei gleichen SchweibedingungenSchweiergebnisse vorliegen, welche von denen abweichen, diebei den Auftragschweiungen ermittelt wurden.

2 Einflussgren auf die Strombelastbarkeit

Die hchste Stromstrke, mit der sich ein Schweipulver noch ineinem ruhigen, stabilen UP-Schweiprozess bei zufriedenstellen-dem Nahtaussehen verschweien lsst, wird von verschiedenenEinstellparametern und Randbedingungen beeinflusst [1].

2.1 Grundwerkstoff

Chemische Zusammensetzung und Dicke des Grundwerkstoffsbeeinflussen das Flieverhalten des Schweigutes. So fhrenzum Beispiel hhere Mangangehalte, die durch Aufmischung insSchweigut gelangen knnen, zu einem dnnflssigerenSchweigut. Zu dnne Grundwerkstoffe knnen infolge behin-derter Wrmeableitung zu berhitzungserscheinungen auf derNahtoberflche fhren. Auch die Temperatur des Grundwerk-stoffs (Arbeitstemperatur) beeinflusst das Flieverhalten.

2.2 Drahtelektrode

Die chemische Zusammensetzung der Drahtelektrode beein-flusst das Flieverhalten des Schweigutes auf die unter 2.1 be-

schriebene Art. Zunehmende Drahtelektrodendurchmesser ge-statten die Anwendung hherer Stromstrken, jedoch verbessertsich die Differenzierbarkeit zwischen verschiedenen Pulvern nurbei gleichzeitig sehr hohen Lichtbogenspannungen.

2.3 Lichtbogenspannung

Zunehmende Lichtbogenspannung ermglicht die Verwendunghherer Strme. Nach berschreitung einer von Pulver zu Pulverunterschiedlichen Grenze der Lichtbogenspannung kommt esaber zu einem verstrkten Auftreten von Einbrandkerben.

2.4 Stromstrke

Bei Annherung an die Strombelastbarkeitsgrenze verschlech-tert sich das Nahtaussehen. Die Nahtrnder werden ungleichm-ig, und auf der Oberflche treten berhitzungserscheinungenauf. Ferner nimmt die Nahtberhhung unverhltnismig zu(siehe auch 3.1 bis 3.3).

2.5 Schweigeschwindigkeit

Der Einfluss der Schweigeschwindigkeit auf die Strombelastbar-keit ist im Bereich blicher Geschwindigkeiten (30 bis 80 cm/minbeim Eindrahtschweien) gering und uneinheitlich. Bei einigenPulvern verbessert sich das Nahtaussehen mit zunehmenderGeschwindigkeit, in anderen Fllen kommt es zu einem schlech-teren Ergebnis.

2.6 Stromart und Polung

Die hchste Strombelastbarkeit eines Pulvers ergibt sich bei Ver-wendung von Gleichstrom, Pluspol an der Elektrode. BeimSchweien am Minuspol ergeben sich infolge hherer Ab-schmelzleistung strker berhhte Raupen, die das Beurtei-lungsmerkmal Nahtberhhung nicht erfllen. Wechselstrom-schweigeeignete Pulver ergeben im allgemeinen bei dieserStromart Raupen, die im Aussehen etwa zwischen der Plus- undMinuspolschweiung liegen.

3 Beurteilungskriterien

Zur Beurteilung der Strombelastbarkeit werden das Aussehender Nahtoberflche, die Nahtrandausbildung und die Nahtber-hhung herangezogen. Damit die Beurteilung berall nach demgleichen Mastab erfolgen kann, wurden fr die beiden erstge-nannten Beurteilungskriterien Bildrichtreihen aufgestellt, die inden Bildern 1 und 2 wiedergegeben sind. Die Nahtberhhungwird entsprechend DIN EN ISO 5817 beurteilt (Bild 3).

3.1 Nahtoberflche (Bild 1)

Bei Annherung an die Strombelastbarkeitsgrenze wird mit zu-nehmender Stromstrke die Fiederung der Raupen grber undungleichmiger. Schlielich beginnt eine zuerst leichte Rcken-bildung, die sich verstrkt und ein knotiges Aussehen annimmt.Bei sehr berhhter Stromstrke zeigen sich in Nahtmitte starkeberhitzungserscheinungen, die dadurch entstehen, dass dieserTeil der Raupe infolge der zu dnnflssig gewordenen Schlackeohne Schlackenabdeckung erstarrt.

MerkblattDVS 0923-1

September 2006

Seite 2 zu DVS 0923-1

Bild 1. Beurteilungsreihe Nahtoberflche; Strombelastbarkeit (1:1, Wiedergabe 0,5fach).

Bild 2. Beurteilungsreihe Nahtrandausbildung;Strombelastbarkeit (1:1, Wiedergabe 0,5fach).

3.2 Nahtrandausbildung (Bild 2)

Die bei niedrigen Stromstrken geradlinigen Nahtrnder werdenmit Annherung an die Strombelastbarkeitsgrenze welliger,schlielich treten Einschnrungen und Einbrandkerben auf. Auchdie Verschlechterung der Nahtrandausbildung bei zu hohenStromstrken ist auf die nachlassende Formgebungseigenschaftder zu dnnflssig gewordenen Schlacke zurckzufhren.

3.3 Nahtberhhung (Bild 3)

DIN EN ISO 5817 unterscheidet hinsichtlich der Nahtberhhungbei Stumpfnhten die Bewertungsgruppen B, C und D.

Die Nahtberhhung nimmt beim UP-Schweien mit zunehmen-der Stromstrke infolge grer werdender Abschmelzleistung zu.Eine berschreitung der zulssigen Nahtberhhung ist damitsolange nicht verbunden, wie man durch gleichzeitiges Erhhender Lichtbogenspannung noch fr eine ausreichende Breite derNaht sorgen kann. Erst nach berschreiten einer vom Pulver ab-hngigen Stromgrenze kommt es bei beginnender Einschnrungder Naht auch zu einem berschreiten der zulssigen Nahtber-hhung.

Bewertungsgruppe:

D: h 1 mm + 0,25 b (max. 10 mm)

C: h 1 mm + 0,15 b (max. 7 mm)

B: h 1 mm + 0,10 b (max. 5 mm)

Bild 3. Bewertung der Nahtberhhung nach DIN EN ISO 5817.

4 Durchfhrung der Probenschweiung

Unter Bercksichtigung der unter Abschnitt 2.1 bis 2.7 beschrie-benen Abhngigkeit und Gesetzmigkeiten sowie der Tatsa-che, dass beim UP-Eindrahtschweien am hufigsten ein Draht-elektrodendurchmesser von 4 mm gewhlt wird, werden fr dasAuftragschweien zur Ermittlung der Strombelastbarkeit der UP-Schweipulver folgende Bedingungen festgelegt:

Grundwerkstoff: S235J2, 25 mm dick, Mindestbreite150 mm (Oberflche rost- und zun-derfrei), auswertbare Raupenlnge400 mm

Arbeitstemperatur: Raumtemperatur

Drahtelektrode: S2 DIN EN 756; 4 mm Durchmesser

Lichtbogenspannung: gnstigste, aber max. 38 V

Schweigeschwindigkeit: 55 cm/min

Stromart/Polung: Gleichstrom/Pluspol

5 Auswertung der Probenschweiung

Die Probenschweiungen werden unter Heranziehen der Beur-teilungskriterien Nahtoberflche, Nahtrandausbildung und Naht-berhhung entsprechend Abschnitt 3 ausgewertet. Die Strombe-lastbarkeit eines Schweipulvers ist also mit der hchsten Strom-strke definiert, bei der die Nahtausbildung noch folgendeKriterien erfllt:

Nahtoberflche: mind. Note 4 nach Bild 1,

Nahtrandausbildung: mind. Note 4 nach Bild 2,

Nahtberhhung: h 1 mm + 0,25 bD nach DIN EN ISO 5817)

Note

1 sehr feine Fiederung

2 sehr feine Fiederung

3 feine Fiederung unregel-mig leichte Rcken-

4 feine Fiederung unregel-mig mit leichten ber-hitzungserscheinungen

5 unregelmige Fiederungmit strkeren ber-hitzungserscheinungen

6 unregelmige Fiederungmit sehr starken ber-hitzungserscheinungen

bildung

Note

1 geradlinige Nahtrnder

2 leicht wellige Nahtrnder

3 stark wellige Nahtrnder

4 wellige Nahtrnder mitgeringfgigen Einbrand-kerben

5 wellige Nahtrnder mitEinschnrungen undEinbrandkerben

6 wellige Nahtrnder mitEinschnrungen undgroben Einbrandkerben

Seite 3 zu DVS 0923-1

6 Schrifttum

[1] Killing, R.: Eigenschaften von Pulvern zum Unterpulver-schweien Prfung der Strombelastbarkeit. Schw. Schn.36 (1984), H. 8, S. 352/55.

DIN EN 756 Schweizustze Massivdrhte, Flldrhteund Drahtpulver-Kombinationen zum Unter-pulverschweien von unlegierten Sthlenund Feinkornbausthlen Einteilung

DIN EN ISO 5817 Schweien Schmelzschweiverbindungenan Stahl, Nickel, Titan und deren Legierun-gen (ohne Strahlschweien) Bewertungs-gruppen von Unregelmigkeiten