Formieren: Für welche Werkstoffe ist es wichtig?

Formieren und seine Bedeutung für unterschiedliche Werkstoffe

Beim Schweißen ist das Formieren – also der Schutz der Schweißnaht vor Sauerstoff durch spezielle Gase – ein entscheidender Prozess, um Korrosion zu verhindern und die Qualität der Schweißnaht zu sichern. Doch nicht alle Werkstoffe erfordern dieselben Bedingungen beim Formieren. In diesem Artikel werden wir uns speziell mit den Werkstoffen befassen, bei denen das Formieren von großer Bedeutung ist.

 

Hochlegierte Stähle & Edelstähle: Anforderungen an das Formieren

Hochlegierte Stähle, wie CrNi-Stähle (chrom-nickel-legierte Stähle), und nichtrostende Edelstähle sind besonders empfindlich gegenüber Korrosion nach einer Wärmebehandlung wie dem Schweißen. Diese Werkstoffe bilden eine dünne Passivschicht, die für ihre Korrosionsbeständigkeit entscheidend ist. Während des Schweißvorgangs kann diese Schicht durch den Kontakt mit Sauerstoff zerstört werden.

Ein korrektes Formieren ist essenziell, um die Schweißnaht vor Oxidation zu schützen und die Bildung der Passivschicht zu gewährleisten. Die Verwendung von inerten Gasen, wie Argon, Stickstoff oder speziellen Gasgemischen (z.B. Argon-Wasserstoff-Gemisch), verdrängt den Sauerstoff in der Schweißfuge und reduziert die Gefahr von Anlauffarben und Korrosionsanfälligkeit​. Die Wahl des richtigen Formiergases hängt dabei von verschiedenen Faktoren ab, darunter der Werkstofftyp, das Schweißverfahren und die Werkstoffdicke.

Besonders bei austenitischen Chrom-Nickel-Stählen und Duplexstählen spielt das Formieren eine große Rolle. Diese Materialien reagieren empfindlich auf Oxidation, was ihre Korrosionsbeständigkeit und Festigkeit beeinträchtigen kann. Ein optimaler Schutz der Schweißnaht und der Wärmeeinflusszone ist deshalb unerlässlich. Dies kann durch eine laminare Zuführung des Schutzgases gewährleistet werden, um Verwirbelungen und Vermischungen mit der Atmosphäre zu vermeiden​

 

Titan und seine Besonderheiten beim Formieren

Titan stellt eine besondere Herausforderung beim Formieren dar, da es eine hohe Affinität zu Sauerstoff und Stickstoff aufweist. Bereits kleinste Mengen an Sauerstoff können zu einer erheblichen Verschlechterung der Materialeigenschaften führen, einschließlich Verfärbungen oder einer Verschlechterung der mechanischen Festigkeit. Während des Schweißens muss Titan mit einem inertem Gas (z.B. Argon) umspült werden, um Oxidation und Verfärbungen zu vermeiden, die die Qualität der Schweißnaht beeinträchtigen können.

 

Nickel-Basis-Legierungen & korrosionsbeständige Werkstoffe

Nickel-Basis-Legierungen, wie z.B. NiCr23Co12Mo (Werkstoffnummer 2.4663), erfordern ebenfalls eine sorgfältige Formierung. Diese Werkstoffe sind oft hochtemperaturbeständig und korrosionsbeständig. Um diese Eigenschaften während des Schweißens zu bewahren, ist der Einsatz geeigneter Formiergase entscheidend. Durch den Ausschluss von Sauerstoff kann die Bildung unerwünschter Oxide verhindert und die Festigkeit der Schweißnaht gesichert werden.

 

Beispiele für formierbedürftige Werkstoffe

Es gibt spezifische Werkstoffe, bei denen das Formieren absolut notwendig ist, um die Schweißqualität zu gewährleisten. Hier einige Beispiele:

  • 10CrMoVNb9-1 (1.4903)
  • 10CrWMoVNb9-2 (1.4901)
  • 20CrMoV11-1 (1.4922)
  • X12CrCoWMoVNb12-2-2 (1.4915)
  • NiCr23Co12Mo (2.4663)

     

Jeder dieser Werkstoffe zeichnet sich durch eine hohe Korrosionsbeständigkeit aus, die durch den Einsatz von Schutzgasen während des Schweißens erhalten bleibt​

 

Verfärbungen und ihre Bedeutung bei verschiedenen Werkstoffen

Verfärbungen oder Anlauffarben sind oft das erste Anzeichen für Oxidation bei Schweißnähten. Bei hochlegierten Stählen, Edelstählen oder Nickel-Legierungen kann bereits eine leichte Verfärbung die Korrosionsbeständigkeit erheblich beeinträchtigen. Bei Titan ist eine gelbliche Verfärbung oft ein Zeichen für eine Titannitridbildung, die aber nicht zwangsläufig ein Hinweis auf Oxidation ist. Diese Verfärbungen können die Qualität der Schweißnaht mindern und sollten durch korrektes Formieren verhindert werden.

 

Fazit: Optimale Formierung für eine höhere Werkstoffqualität

Das Formieren ist ein entscheidender Prozess, um die Korrosionsbeständigkeit und die mechanischen Eigenschaften von Schweißnähten zu bewahren. Besonders bei hochlegierten Stählen, Edelstählen, Titan und Nickel-Basis-Legierungen ist die Verwendung geeigneter Formiergase und Techniken unerlässlich, um hochwertige Schweißverbindungen sicherzustellen.

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