Werkstoffverarbeitung und Fügen

Beim Schweißen hochfester Stähle wird vorgewärmt, um Kaltrisse (wasserstoffinduzierte Risse) zu verhindern, die Minuten bis Tage nach dem Schweißen in der Wärmeeinflusszone und anderen Bereichen entstehen. Welche Aussage über die Wirkung des Vorwärmens trifft zu?

  1. AEs verlangsamt die Abkühlung der Schweißstelle, erschwert die Bildung harten Martensits und gibt dem diffusiblen Wasserstoff Zeit zu entweichen
  2. BEs beschleunigt die Erstarrung des Schweißguts und verhindert Heißrisse, bei denen sich am Ende der Erstarrung Verunreinigungen sammeln und reißen
  3. CEs schreckt die Schweißstelle ab und härtet sie, sodass sie durch die höhere Härte weniger zu Rissen neigt
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Lösung: A. Es verlangsamt die Abkühlung der Schweißstelle, erschwert die Bildung harten Martensits und gibt dem diffusiblen Wasserstoff Zeit zu entweichen

Kaltrisse entstehen, wenn drei Bedingungen zusammenkommen: diffusibler Wasserstoff im Schweißgut, ein hartes Gefüge geringer Zähigkeit (Martensit) und Zugspannungen durch die Einspannung der Schweißverbindung. Durch Vorwärmen wird die Abkühlzeit im Bereich von 800 bis 500 °C länger, was die Aufhärtung begrenzt; außerdem bleibt die Schweißstelle länger auf hoher Temperatur, sodass der Wasserstoff leichter nach außen diffundieren und entweichen kann. Auch das Trocknen und Verwenden wasserstoffarmer Stabelektroden und das Nachwärmen unmittelbar nach dem Schweißen dienen demselben Zweck. Heißrisse (Erstarrungsrisse) entstehen, wenn im letzten Stadium der Erstarrung Flüssigkeitsfilme aufreißen, in denen sich P, S und andere Elemente angereichert haben; Mechanismus und Gegenmaßnahmen sind andere. Eine schnelle Abkühlung, die die Schweißstelle härtet, begünstigt Kaltrisse sogar.

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