Expertenwissen: Formieren. 1 - Arbeitsschutz. 2 - WIG-Schweißen. 3 - MAG-Schweißen. 4 - MIG-Schweißen. 5 - Formieren. 6 - Gase zum Schweißen

Transkript

1 Expertenwissen: Formieren. Hier kaufen die Profis.

2 2 Flammlöten mit der Acetylen-flamme. Kurz Abschnitt erklärt. Formieren Wasserstoff Wasserstoff hinzugemischt werden, der durch seine reduzierende Wirkung für noch sauberere Nähte sorgt. Die Mischungen aus Stickstoff Stickstoff und Wasserstoff Wasserstoff werden als Formiergas bezeichnet. Das Prinzip des Formierens besteht darin, das geschmolzene Metall an der Nahtwurzel durch Verdrängen der umgebenden Luft mit einem Schutzgas vor Oxidation durch Sauerstoff Sauerstoff zu schützen. Besonders beim Verarbeiten von nichtrostenden Stählen ( Edelstählen ) ist das Formieren wichtig, weil durch übermäßige Oxidation der Stahl seine Korrosionsbeständigkeit verliert. Aber auch andere Werkstoffe, Werkstoffe, etwa Titan oder Nickel, müssen beim Schweißen formiert werden. Bereits x in Deutschland. Über 2025 x in Deutschland. Die Experten für das Schweißerhandwerk. Linde Gas & More ist das persönliche und kundenorientierte Shopkonzept von Linde Gas. Das Franchisesieben konzept bietet seinen Kunden seit nunmehr sechs Jahren ein One-Stop-Shopping für alle Produkte und Dienstleistungen rund um das Thema Gas. im Umgang mit Gasen sind selbstverständlich bei Gas & More bleiben keine Wünsche off offen. An vielen Linde Gas & More Shops bekommen Sie sogar Autogas, die preisgünstige und umweltfreundliche Alternative zu Benzin und Diesel. Technische Gase werden in allen Bereichen des täglichen Lebens benötigt. Dies gilt von der Lebensmittelindustrie, über die metallverarbeitende Industrie bis hin zu Forschung und Entwicklung. Linde Gas & More Shops führen neben allen Flaschengasen ein großes Sortiment bestehend aus: Lichtbogen-/AutogenZusatzwerkstoffen, Schweißnahtbearbeitung, technik, Zusatzwerkstoff Arbeitsschutz sowie Schweißvorrichtungen u.v.m. Ein ausgewähltes Sortiment aus dem Freizeitbereich rundet das Gas & More-Portfolio für gewerbliche und private Kunden ab. Und das ist noch nicht alles: Für uns steht der Kunde mit seinen individuellen Bedürfnissen im Mittelpunkt. Wir unterstützen Sie direkt vor Ort durch unsere qualifizierte Vertriebsmannschaft oder an den Standqualifi orten der Gas More ShopsShops durchdurch kompetente AnStandorten der&gas & More kompetente sprechpartner, diedie SieSie in allen fachlichen Belangen Ansprechpartner, in allen fachlichen Belangen über unser vielfältiges Warenangebot beraten. Profis und Privatkunden fi Profi finden in einem freundlichen Ambiente kompetente Beratung. Auch Lieferservice, Verladehilfe, Mietprodukte und Sicherheitsschulungen Gas & More steht für: Sicherheit Kompetenz Zuverlässigkeit. Überzeugen Sie sich selbst! Merke: Formiergas ist ein Gas zum Formieren, aber nicht jedes Gas zum Formieren ist auch ein Formiergas! Als Gase zum Formieren kommen reaktionsträge oder inerte Gase zum Einsatz, nämlich Stickstoff Stickstoff oder Argon. Um den Schutz vor Sauerstoff Sauerstoff noch weiter zu verbessern, kann diesen Basisgasen zusätzlich noch DIE ZAHL ca. 8 nm = 8 Nanometer = mm dick ist die Passivschicht, die dem nichtrostenden Stahl seine Korrosionsbeständigkeit verleiht. Die Dicke der Passivschicht auf einem 3 mm-blech entspricht nur der Dicke einer Spielkarte auf einem 30-stöckigen Gebäude! 3

3 4 WIG-Schweißen. Formieren. Formieren. Abschnitt 5 1. Warum Formieren? Beim Schweißen nichtrostender Stähle, landläufig oft als Edelstähle bezeichnet, werden die erhitzten Nahtbereiche durch den Luftsauerstoff oxidiert. Dadurch wird die empfindliche Passivschicht, die den Stahl vor Korrosion schützt, zerstört. Der Werkstoff ist in diesen Bereichen dann nicht mehr korrosionsbeständig und anfällig vor allem gegenüber Lochkorrosion. Bei Zugänglichkeit lassen sich die Oxidschichten, auch Anlauffarben genannt, durch Verfahren wie Bürsten oder Beizen entfernen, um die Korrosionseigenschaften wiederherzustellen. Eine andere Möglichkeit ist das Verhindern der Anlauffarben durch Schutz der erwärmten Nahtbereiche vor dem Sauerstoff mit Gasen. Das Verdrängen der Luft und Umspülen des Wurzelbereiches nennt man Formieren. Mit dem Wurzelschutzgas muss beim Abkühlen solange gespült werden, bis keine Reaktion mit der Luft mehr stattfinden kann. Dieser Vorgang verbessert die Qualität der Wurzel. Er ist in einigen Fällen auch notwendig, wenn die Nahtunterseite zugänglich ist. Bei reaktiven Werkstoffen wie Titan oder Zirkonium muss nicht nur der Wurzelbereich, sondern auch die Nahtoberseite hinter der Schweißstelle mit einem Schleppschuh geschützt werden. Es kann auch in einer Kammer mit einem inerten Gas geschweißt werden, da beim Schweißen die Komponenten der Luft zu einer Versprödung der Werkstoffe führen. Links: Unformierte Wurzel mit Anlauffarben Rechts: Geschützte Wurzel mit blanker Oberfläche 2. Gaseauswahl Wichtigste Grundregel: Das Gas muss zum Werkstoff passen! Als Wurzelschutzgase werden eingesetzt: Argon als inertes nicht reagierendes Schutzgas Stickstoff als quasi-inertes reaktionsträges Schutzgas Gemische aus Argon bzw. Stickstoff mit Wasserstoff als reduzierende Schutzgase Beim Orbitalschweißen mit geschlossenen Kammern muss als Wurzelschutzgas das Schweißgas verwendet werden. Empfohlene Wurzelschutzgase für verschiedene Werkstoffarten sind: Wurzelschutzgase VARIGON H2 bis H15 Werkstoffe Bei titanstabilisierten nichtrostend Stählen (z. B ) tritt bei Anwendung von Stickstoff bzw. Stickstoff-Wasserstoffgemisch eine Titan-Nitrid-Bildung auf der durchgeschweißten Wurzel auf (Gelbfärbung). Das Belassen dieses Titan-Nitrides muss von Fall zu Fall entschieden werden. Links: Werkstoff formiert mit Argon Rechts: Fomiert mit Stickstoff austenitische Cr-Ni-Stähle, Nickel und Nickel-Basis-Werkstoffe Formiergas 95/5 bis 70/30 austenitische Cr-Ni-Stähle, Stähle mit Ausnahme hochfester Feinkornbaustähle Argon Argon 4.8 VARIGON N2 bis N3 Stickstoff (N 2 ) alle schweißgeeigneten Werkstoffe gaseempfindliche Werkstoffe wie Titan Duplex- und Superduplexstähle austenitische Cr-Ni-Stähle 3. Vorrichtungen zum Formieren Je nach Bauteil werden unterschiedliche Vorrichtungen zum Formieren eingesetzt. Von großer Bedeutung ist, dass das Wurzelschutzgas durch Siebbleche oder Sintermetall mit geringer Strömungsgeschwindigkeit der Schweißstelle zugeführt wird. Dadurch wird das Einwirbeln von Luft weitgehend vermieden und der Formiervorgang effektiv gestaltet. Vorrichtungen für Rohre, Längs- und Kehlnähte sind erhältlich. Für diese Formiereinrichtungen gibt es Angaben zur Gasmenge und Vorspülzeit bis zum Schweißbeginn. Links: Formiereinrichtung für Kehlnähte Rechts: Formiersystem für Rohre 4. Anwendungshinweise Die besten Vorrichtungen bleiben wirkungslos, wenn bestimmte Anwendungsregeln nicht beachtet werden. Von Bedeutung ist beim Verdrängungsspülen die relative Dichte der Gase zu Luft. Besonders beim Spülen von Behältern und Rohren ist darauf zu achten: Leichtere Gase von oben Schwerere Gase von unten einbringen Die Auswahl des Gases hängt auch von der Lage der Schweißnaht am Bauteil ab Der Formiervorgang muss umfassen: Das Verdrängen der Luft im Wurzelbereich vor dem Schweißen. Die Aufrechterhaltung während des Schweißens. Das Spülen bei der Abkühlung nach dem Schweißen, bis keine Oxidation mehr auftritt. Bei nichtrostenden Stählen beträgt diese Temperatur ca. 250 C. Die 3 Schritte müssen auch schon beim Heften erfolgen, da beim Überschweißen der Heftstellen die Oxide nicht entfernt werden. Die sich bildenden Anlauffarben sind abhängig vom Restsauerstoffgehalt, dem Wärmeeinbringen beim Schweißen und dem Oberflächenzustand des Materials. Beim Schweißen der nichtrostenden Stähle sind gelbe Anlauffarben für viele Anwendungen zulässig. Dies entspricht normalerweise einem Restsauerstoffgehalt zwischen 20 und 50 ppm*). Bei nichtrostenden Stählen wird in der Regel eine genügende Verdünnung erreicht, wenn das ca. 2,5-3fache des geometrischen Spülvolumens als Gasmenge eingesetzt wird. Beispiel: Rohrinnendurchmesser = 132 mm Spülstrecke = mm Rohrvolumen = 14 l Gasdurchfluss = 10 l/min Spülfaktor = 2,5 Gasvolumen 2,5 l x 14 = 35 l Spülzeit 35:10 = 3,5 min Das Beispiel bezieht sich auf eine Rohrlänge von 1 m und gilt nur, wenn das Formiergas langsam, gleichmäßig und ohne Verwirbelung die Luft im Rohr verdrängt. Formiereinrichtungen begrenzen deshalb das Volumen im Nahtbereich und führen das Wurzelschutzgas gleichmäßig durch Sinterwerkstoffe ein. Hinweis: Wegen der möglichen Verwirbelung und Vermischung führen größere Gasdurchflussmengen nicht automatisch zu kürzeren Spülzeiten!

4 6 WIG-Schweißen. Formieren. Gas & More Standorte. Abschnitt 7 Angaben über Wurzelschutzgasmenge und Spülzeiten bei Formiereinrichtungen beziehen sich auf Schweißstöße ohne Spalt. Durch einen Schweißspalt tritt eine Injektorwirkung auf. Das Abdichten des Schweißstoßes mit Klebebändern oder Blechmanschetten hat sich bewährt. Links: Abdichten des Schweißstoßes Rechts: Messgerät misst Sauerstoffgehalt Von Bedeutung sind ebenfalls die für die Zufuhr des Wurzelschutzgases verwendeten Schlauchleitungen, weil die Feuchtigkeits- und Sauerstoffdurchlässigkeit vom Material abhängt. Gummischläuche mit Gewebeeinlagen (oft als Schutzgasschlauch bezeichnet) und Schläuche auf Basis von Teflon sind erfahrungsgemäß am besten geeignet. Bei der Verarbeitung der reaktiven Werkstoffe (Titan u. a.) und bei Duplexstählen werden soweit wie möglich metallische Rohre eingesetzt. Hinweis: Das Stehenlassen des Schlauches unter Druck verhindert nicht das Eindringen (Diffusion) von Feuchte oder Sauerstoff! Zur Überprüfung der Betriebsbedingungen oder im Rahmen der Qualitätssicherung kann es notwendig sein, den Restsauerstoffgehalt vor dem Heften und Schweißen zu messen. Formiereinrichtungen enthalten die Zuführung für die Messsonden. Spezielle Messgeräte messen die geringen Sauerstoffgehalte, die im Bereich von einigen ppm liegen müssen. 5. Arbeitssicherheit Die wasserstoffhaltigen Wurzelschutzgase sind abhängig vom Wasserstoffgehalt brennbar. Die Zündbereiche, also die Minimal- und Maximalgehalte an Wasserstoff und Sauerstoff, die nötig sind, um ein zündfähiges Gemisch zu erzeugen, hängen auch vom Basisgas (Stickstoff oder Argon) ab. Beim Formiergas darf der Wasserstoffgehalt im Flaschengas 5,5 % nicht überschreiten, wenn die Bildung eines zündfähigen Gemisches mit Luft ausgeschlossen werden soll. Bei den Argon-Wasserstoff-Gemischen (VARIGON-H-Reihe) liegt diese Grenze bei nur 4,2 % H 2 im Flaschengas. Bei Aufgaben mit großem Spülvolumen (z. B. einem großen Behälter) ist das Gefährdungspotential wegen der großen Gasmengen augenscheinlich größer. Es wird empfohlen, in solchen Fällen das Spülvolumen mit Stickstoff oder Argon vorzuinertisieren. Damit kann es bei der anschließenden Spülung mit dem wasserstoffhaltigen Gas nicht zur Bildung von zündfähigen Gemischen kommen, während die Spülung noch läuft und daher unvollständig ist. Wurzelschutzgase ab etwa 10 % Wasserstoff können am Gasaustritt abgefackelt werden. Bei diesem Vorgang muss mit Hinweisschildern gewarnt werden, weil die Flamme fast unsichtbar brennt. Nach dem Formieren, wenn die Schweißarbeiten beendet sind, sollte darauf geachtet werden, dass das Gas im Spülvolumen kontrolliert ins Freie abgelassen wird, damit nicht größere Mengen an Wurzelschutzgasen in den Arbeitsbereich gelangen können. Stickstoff und Argon sind nicht giftig und brennbar, können jedoch den Luftsauerstoff verdrängen und somit besteht eine erhöhte Erstickungsgefahr. Beund Entlüftung können deshalb notwendig sein. Bei Verwendung von wasserstoffhaltigen Wurzelschutzgasen können explosionsfähige Gemische in engen Räumen entstehen. Düsseldorf Gas & More Aachen mit LPG-Tankstelle Krefelder Straße 223, Aachen Tel , Fax aachen@gasandmore.de Mo Fr Uhr, Sa Uhr Gas & More Aschaffenburg Auhofstraße 4, Aschaffenburg Tel , Fax aschaffenburg@gasandmore.de Mo Fr Uhr, Sa Uhr Gas & More Augsburg mit LPG-Tankstelle Hirblinger Straße 79b, Augsburg Tel , Fax augsburg@gasandmore.de Mo Do Uhr, Fr Uhr Sa Uhr Gas & More Berlin mit LPG-Tankstelle Gradestraße 91, Berlin Tel , Fax berlin@gasandmore.de Mo Fr Uhr, Sa Uhr Gas & More Bielefeld Marrek Gase GmbH Am Stadtholz 43, Bielefeld Tel , Fax bielefeld@gasandmore.de Mo Fr Uhr, Sa Gas & More Braunschweig Ludwigstraße 12, Braunschweig Tel , Fax braunschweig@gasandmore.de Mo Fr Uhr, Sa Uhr Gas & More Darmstadt mit LPG-Tankstelle Gräfenhäuser Straße 75b, Darmstadt Tel , Fax darmstadt@gasandmore.de Mo Mi, Fr Uhr, Do Uhr, Sa Uhr Gas & More Dortmund Juchostraße 95, Dortmund Tel , Fax dortmund@gasandmore.de Mo Fr Uhr, Sa Uhr Gas & More Dresden Bodenbacher Straße 70, Dresden Tel , Fax dresden@gasandmore.de Mo Fr Uhr, Sa Uhr Neueröffnung Gas & More Düsseldorf am Ronsdorfer Straße 129, Düsseldorf duesseldorf@gasandmore.de Mo Fr Uhr, Sa Uhr Gas & More Erfurt Erlgrund 10, Erfurt Tel , Fax erfurt@gasandmore.de Mo Fr Uhr, Sa Uhr Gas & More Hamburg GMR Vertriebs GmbH Haldesdorfer Straße 29, Hamburg Tel , Fax hamburg@gasandmore.de Gas & More Jena Keßlerstraße 25, Jena-Burgau Tel , Fax jena@gasandmore.de Mo Fr Uhr, Sa Uhr Gas & More Karlsruhe Koellestraße 31, Karlsruhe Tel , Fax karlsruhe@gasandmore.de Mo Fr Uhr, Sa Uhr Gas & More Kassel mit LPG-Tankstelle Leipziger Straße 204, Kassel Tel , Fax kassel@gasandmore.de Gas & More Leipzig Oehmichen Gas & Service GmbH i.g. Siemensstraße 9, Markranstädt Tel , Fax leipzig@gasandmore.de Mo Fr Uhr, Sa Uhr Gas & More München-Brunnthal mit LPG-Tankstelle Eugen-Sänger-Ring 9, München-Brunnthal Tel , Fax muenchen-brunnthal@gasandmore.de Mo Fr Uhr, Sa Uhr Gas & More Niederrhein mit LPG-Tankstelle Bedburger Weide 47, Bedburg-Hau Tel , Fax niederrhein@gasandmore.de Gas & More Nürnberg mit LPG-Tankstelle Vogelweiherstraße 73, Nürnberg Tel , Fax nuernberg@gasandmore.de Mo Fr Uhr, Sa Uhr Gas & More Passau mit LPG-Tankstelle Medienstraße 10, Passau Tel , Fax passau@gasandmore.de Mo Fr Uhr, Sa Uhr Gas & More Regensburg mit LPG-Tankstelle Siemensstraße 13, Regensburg Tel , Fax regensburg@gasandmore.de Mo Fr , Sa Uhr Gas & More Rosenheim Fraunhoferstraße 7, Kolbermoor Tel , Fax rosenheim@gasandmore.de Mo Fr Uhr, Sa Uhr Gas & More Übach-Palenberg David Hansemann Straße 26, Übach-Palenberg Tel , Fax uebach-palenberg@gasandmore.de Mo Fr Uhr, Sa Uhr Gas & More Wilhelmshaven Flutstraße 82, Wilhelmshaven Tel , Fax wilhelmshaven@gasandmore.de Gas & More Wien Gas & Technik Freisinger GmbH & Co KG Erdbergstraße 199, A-1030 Wien Tel , Fax wien@gasandmore.at Mo Fr Uhr, Sa Uhr

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