Mischverbindungen schweißen
Bei einer Mischverbindung entsteht ein dritter Werkstoff — die Naht. Sie besteht aus beiden Grundwerkstoffen und dem Zusatz, und ihre Eigenschaften folgen aus dem Mischungsverhältnis.
Aufmischung verstehen
Der Lichtbogen schmilzt nicht nur den Zusatz, sondern auch die Kanten. Wie viel davon in die Naht gelangt, hängt am Verfahren: WIG 10 bis 20 %, E-Hand 20 bis 30, MAG 25 bis 40, Unterpulver bis 60. Bei gleicher Zusatzwahl liefert also jedes Verfahren eine andere Naht — und das ist der Grund, warum das Verfahren bei Mischverbindungen mit in die Rechnung gehört.
Den Zusatz wählen
Nicht nach Ähnlichkeit mit einer der beiden Seiten, sondern danach, was nach der Verdünnung herauskommt. Für Edelstahl an unlegiertem Stahl ist das 309L oder 309LMo; für hochfeste an normale Baustähle in der Regel der niedriger legierte der beiden, damit die Naht nicht härter wird als nötig. Rechnen lässt sich das mit dem Chrom- und Nickeläquivalent.
Die Wärmefrage
Bei Mischverbindungen kollidieren regelmäßig zwei Anforderungen: die eine Seite verlangt Vorwärmen gegen Aufhärtung, die andere verträgt keine hohe Zwischenlagentemperatur. Der übliche Ausweg ist das Puffern — die unlegierte Seite wird zuerst mit dem hochlegierten Zusatz überschweißt, und die eigentliche Verbindung wird danach gegen diese Pufferlage geschweißt.
Was im Betrieb passiert
Zwei Werkstoffe mit verschiedener Wärmeausdehnung erzeugen bei jedem Temperaturwechsel Spannung an der Nahtstelle. Bei Bauteilen, die warm arbeiten, ist das ein Auslegungsthema und keine Schweißfrage — und der Grund, warum in Kraftwerken für solche Übergänge Nickelbasiswerkstoffe verwendet werden, deren Ausdehnung zwischen beiden Seiten liegt.
Häufige Fragen
Warum 309L zwischen Edelstahl und Baustahl?
Weil er höher legiert ist als beide Seiten. Nach der Aufmischung mit dem unlegierten Stahl landet das Schweißgut trotzdem noch im austenitisch-ferritischen Feld. Mit 308L würde es unter der Verdünnung ins Martensitfeld rutschen und spröde werden.
Was ist Aufmischung?
Der Anteil aufgeschmolzenen Grundwerkstoffs an der fertigen Naht. Verfahrensabhängig 10 bis 60 %. Genau dieser Anteil macht die Naht zu einer dritten Legierung, die weder dem einen noch dem anderen Grundwerkstoff entspricht.
Kann man Aluminium an Stahl schweißen?
Mit Lichtbogenschweißen praktisch nicht: es entstehen spröde intermetallische Phasen. Gebräuchlich sind stattdessen Reibschweißen, Sprengplattieren oder Übergangsstücke, die beide Werkstoffe schon verbunden mitbringen.
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