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2010 | Buch

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Die Metallurgie des Schweißens

Eisenwerkstoffe - Nichteisenmetallische Werkstoffe

verfasst von: Günter Schulze

Verlag: Springer Berlin Heidelberg

Buchreihe : VDI-Buch

Enthalten in: Springer Professional "Wirtschaft+Technik" , Springer Professional "Technik"

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Über dieses Buch

Das in vierter Auflage erscheinende Buch widmet sich der Schweißmetallurgie mit ihren Besonderheiten. Die vielfältigen Probleme der Eisenwerkstoffe und der nichteisenmetallischen Werkstoffe bei ihrer schweißtechnischen Verarbeitung werden ausführlich dargestellt. Um Korrosionsschäden an geschweißten Konstruktionen vorzubeugen, wird die Metallurgie aller technisch bedeutsamen Werkstoffe, wie unlegierte und legierte Stähle, Eisen-Gusswerkstoffe, die wichtigsten NE-Metalle, ausführlich besprochen. An den Kapitelenden findet der interessierte Leser Aufgaben zur Lösung und weiteren Vertiefung des Stoffes. Ein Schwerpunkt der Neubearbeitung ist die Anpassung an neue europäische (EURO-Normen) und internationale Normen (bis März 2009), soweit sie für Deutschland Bedeutung haben. Neu hinzugekommen sind u. a. Hinweise zu neueren Stahlnormen (Baustähle nach DIN EN 10025), Vergütungsstählen nach DIN EN 10025-6 und DIN EN 10083, hochlegierten Stählen nach DIN EN 10 088 und Zusatzwerkstoffen zum Schweißen von Stählen nach DIN EN ISO 2560.

Inhaltsverzeichnis

Frontmatter

1. Grundlagen der Werkstoffkunde und der Korrosion

Günter Schulze

2. Stähle – Werkstoffgrundlagen

Zusammenfassung

Das erfolgreiche Schweißen metallischer Werkstoffe erfordert u. a. eingehende Kenntnisse über deren Verhalten unter der Einwir kung der für Schweißverfahren typischen ex tremen Temperatur-Zeit-Zyklen. Sie führen häufig im Schweißgut, vor allem aber in der Wärmeeinflusszone zu Gefügen, die in dieser Form nicht, bzw. nicht in diesem Umfang Ergebnis üblicher technischer Wärmebe hand lungen sind. Die Gefüge sind in den meisten Fällen wesentlich härter d. h. weniger verformbar (zäher) als der Grundwerkstoff. Ihre potenzielle Rissneigung bei Belastung muss daher während der (schweißtechnischen) Fer tigung minimiert und prüftechnisch sorgfäl tig überwacht werden.

Günter Schulze

3. Einfluss des Schweißprozesses auf die Eigenschaften der Verbindung

Zusammenfassung

Der typische Temperatur-Zeit-Zyklus beim Schweißen ist gekennzeichnet durch:

Extreme Aufheiz- (400 bis 1000 K/s) und Abkühlgeschwindigkeiten (einige hundert K/s), Bild 1-1. Die Folge sind abhängig von der Werkstückdicke hohe (dreiachsige) Spannungszustände.
Die Werkstoffbereiche neben der Schmelzgrenze werden auf dicht unter Solidus liegende Temperaturen erwärmt.
Das Entstehen von Gleichgewichtsgefügen ist wegen der kurzen zur Verfügung stehenden Reaktionszeiten unmöglich. Grobkörnige, oft harte und meistens spröde Gefügebestandteile sind für die WEZ typisch. Dendritisches, in manchen Fällen auch zelluläres, geseigertes Gussgefüge ist kennzeichnend für das Schweißgut.

Günter Schulze

4. Schweißmetallurgie der Eisenwerkstoffe

Zusammenfassung

Die zum Schweißen verwendeten nahezu punktförmigen, konzentrierten Wärmequellen beeinflussen und verändern in charakteristischer Weise das Schweißgut und einen gewöhnlich nur höchstens einige Millimeter breiten Bereich des Grundwerkstoffes unmittelbar neben der Schmelzgrenze, der als Wärmeeinflusszone (WEZ) bezeichnet wird. Das Aus maß der entstandenen Gefügeänderungen und damit der Eigenschaftsänderungen in den schmelzgren zennahen Bereichen ist im Wesentlichen abhängig von:

dem Temperatur-Zeit-Verlauf in diesen Bereichen, d. h. von der Werkstückdicke, dem gewählten Schweißverfahren, den Einstellwerten (Schweißstrom, Schweißspannung und Vorschubgeschwindigkeit der Wärmequelle) und der Höhe der Vorwärmtemperatur und
der Art des Nahtaufbaus (Ein-, Mehrlagentechnik, Pendellagen, Zugraupen).

Günter Schulze

5. Schweißmetallurgie der nichteisenmetallischen Werkstoffe

Zusammenfassung

Die WEZ und das Schweißgut von Verbindungen aus nichteisenmetallischen Werkstoffen reagieren in der Regel wesentlich empfindlicher auf die Aufnahme atmosphärischer Gase beim Schweißen als Stähle. In den meisten Fällen wird die Zähigkeit extrem verringert. Der Schutz der Schmelze und der benachbarten hoch erhitzten Bereiche der Schweißnaht ist daher zum Sicherstellen ausreichen der mechanischer Gütewer te der Schweiß verbindung von großer Bedeutung. Als Schutzgase werden ausnahms los inerte Gase verwendet, die den gesam ten erwärm ten (T > 600 K) Bereich großflächig abdecken müssen.

Günter Schulze

6. Anhang (spezielle Werkstoffprüfverfahren)

Zusammenfassung

Die Verarbeitung schweißgeeigneter Werkstoffe und die Qualitätssicherung geschweißter Bauteile erfordern u. a. auch eine Bewertung der Heißrissanfälligkeit. Heißrissanfällig sind in mehr oder weniger großem Umfang die Mehrzahl aller Le gierungen und vor allem voll austeniti sche Stähle, Nickelbasislegierungen, aber auch Baustäh le mit hohem Schwefel- und Phosphorgehalt.

Günter Schulze

7. Sachwortverzeichnis

Günter Schulze

Backmatter

Titel: Die Metallurgie des Schweißens
verfasst von: Günter Schulze
Verlag: Springer Berlin Heidelberg
Electronic ISBN: 978-3-642-03183-0
Print ISBN: 978-3-642-03182-3
DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-642-03183-0

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