Formieren
Bei Schweißarbeiten an austenitischen Chrom-Nickel-Stählen oxidieren die Schweißnaht und die Schweißnahtzonen bei ungehindertem Zustrom von Luftsauerstoff.
Oxidierte Oberflächen sind dann nicht mehr korrosionsbeständig.
Das anschließende Entfernen der Oxidschichten durch mechanische Verfahren, z.B. Schleifen, beseitigt u.a. die vorhandene Passivschicht der Oberfläche, was ebenfalls die Korrosionsbeständigkeit beeinträchtigt.
Das Verhindern von Anlauffarben/Oxidation wird durch den Einsatz von Schutzgasen in Verbindung mit technischen Vorrichtungen, die den Luftsauerstoff fernhalten, erreicht.
Restsauerstoff von mehr als 0,1% verhindert ohnehin, neben starker chromoxidbildung, die homogene Verbindung der Schweißnaht. Daher sollten Schweißarbeiten an diesen Werkstoffen mit weniger als 70ppmV Restsauerstoff durchgeführt werden.
Ferner ist der Gasschutz bis zu einer Abkühlungstemperatur von 180°C für alle erwärmten Bereiche aufrechtzuerhalten.
Die Aufrechterhaltung des Gasschutzes bei einer Mehrlagenschweißung sollte je nach Schweißverfahren und Einbringung der Streckenenergie bis zu einer Schweißnahtlagendicke von mindestens 10 bis 12 mm erfolgen.
Beim Verschweißen von Chromstählen mit mehr als 1,25% Chrom, die in der Regel im vorgewärmten Zustand verschweißt werden, ist die Bildung von Chromoxiden zu vermeiden. Dieses wird schon mit weniger als 1000 ppmV Restsauerstoff erreicht.
Hohe Vorwärmetemperaturen bis zu 300°C begünstigen allerdings die Bildung von Chromoxiden. Eine weitere Reduzierung des Restsauerstoffs ist dann empfehlenswert.
Der Restsauersoffanteil addiert sich insgesamt durch folgende Kriterien, welche unbedingt beachtet werden sollten:
1) Restsauerstoffgehalt des gelieferten Schweiß- und Formiergases.
2) Sauerstoffeintritt und Sauerstoffdiffusion über
a) Ringleitung / Versorgungsleitungen
b) Schläuche/div. Schlauchmaterialien, Verschraubungen,Dichtungen, einschließlich Verbindungen in Schweißmaschinen.
c) Wig- und Plasma-Schlauchpakete
d) Druckminderer
e) Schutzgassysteme
f) noch nicht verschweißte Schweißfugen
3) Wichtig: Die Beschickungsvolumen der Schutzgassysteme sind stets so klein wie möglich zu wählen. Das erhöht nicht nur die Schweißqualität, sondern spart zusätzlich Gas und ermöglicht, mit Spülzeiten von nur 1 bis 2 Minuten auszukommen.
Da eine mögliche Anreicherung mit Sauerstoff durch o.g. Kriterien durchaus die spezifizierten Vorgaben überschreiten kann, ist eine begleitende überwachung mit unseren Restsauerstoffmeßgeräten unverzichtbar.
Wir empfehlen zum Formieren/ Wurzelschutz keine brennbaren Gase zu verwenden.
Brennbare Gasgemische sind dann gegeben, wenn der Anteil des Wasserstoffes in der Luft zwischen 4 und 75 Vol.% liegt.
Bei Schweißarbeiten an Großrohren und Behältern kann es bei diesm Mischungsverhältnis zu folgeschweren Verpuffungen kommen.
Für Formiergase über 10 Vol.% Wasserstoffanteilen schreibt die en 439 (Ersatz für DIN 32526) Abfackeln vor.
Dieses ist aber nur unter bestimmten Vorraussetzungen möglich.
Da die Wasserstoff-Flamme bei Tageslicht kaum sichtbar erscheint, sind Verbrennungen nicht auszuschließen.
Die von uns verwendeten Dichtmaterialien halten auch hohen, indirekten Temperatureinwirkungen stand.
Offene Flammen mit sehr hohen Temperaturen zerstören diese Materialien.
Bei Schweißarbeiten mit Schutzgas in Großrohren, Behältern und in engen Räumen wird die Atemluft und damit der Sauerstoff verdrängt. Für zusätzliche Frischluftzufuhr muß gesorgt werden.
Das Mitführen eines Sauerstoff-Meßgerätes wird dringend empfohlen.
Formiergase - Werkstoffe
Als Formiergase werden eingesetzt:
- Argon als inertes, d.h. nicht reagierendes Schutzgas,
- Stickstoff als quasi-inertes reaktionsträges Schutzgas,
- Gemische aus Argon bzw. Stickstoff mit Wasserstoff als reduzierende Schutzgase.
Spülzeit der Formier/Schutzgaszylinder
Die Spülzeit definiert sich wie folgt:
Die Spülzeit ist die Summe der Zeit, die benötigt wird, um durch Einspeisen einer bestimmten Menge Schutzgas den Restsauerstoff auf ein angestrebtes Minimum im Schweißnahtbereich zu verdrängen (meistens unter 70 Vppm).
Beim Einsatz unserer JA-Schutzgassysteme sind bei guten Voraussetzungen Spülzeiten von 0,5 bis 2 Minuten ausreichend. Diese pauschalen Angaben sind unverbindliche Größen, da je nach Schweißparameter unterschiedliche Anforderungen zu erfüllen sind. Um verläßliche Werte zu finden, muß der Anwender, neben unseren „Praktischen Hinweisen“, folgende Punkte beachten, die zum Erreichen der Qualitätskriterien erforderlich sind:
1. Welche Ansprüche an die Fertigungsqualität und welche Schweißspezifikationen werden hinsichtlich der Schweißnaht mit Ihren Schweißnahtzonen gestellt ? Welche Fertigungsqualität soll, mit welchen Schweißnahtspezifikationen hinsichtlich der Schweißnaht mit Ihren Schweißnahtzonen erreicht werden ?
2. Welche Oberflächenqualität haben die zur Verschweißung kommenden Bauteile ?
3. Welches Schutzgas kommt unter Berücksichtigung der Werkstoffe zur Anwendung ?
4. Die Wahl der Schweißfugen und deren Vorbereitung ?
5. Wird mit oder ohne Luftspalte geschweißt ?
6. Lassen sich Luftspalte gegen Zugluft und Thermik abgedichten (z.B. Aluminium-Klebeband oder Abdeckband)?
7. Sehr wichtig ist die Wahl der Schweißposition!
8. Wird mit oder ohne Vorwärmtemperatur geschweißt (Vorwärmung begünstigt die nachteilige Thermik)?
10. Wie hoch ist die Luftfeuchtigkeit im Schweißumfeld?
Warnung [Wie bei allen unseren Schutzgassystemen weisen wir darauf hin, daß keine brennbaren Schutzgase eingesetzt werden dürfen!
Gasgemische mit mehr als 8% Wasserstoffanteil (H2) sind entflammbar! Es besteht Verbrennungs- und Verpuffungsgefahr! ]warn
Die von uns hergestellten Materialien halten einer angegebenen Temperatur von 300°C stand. Diese können aber Schaden nehmen, wenn Sie direkt der offenen Flamme ausgesetzt werden.
