1. Die Prämisse muss überarbeitet werden.
Die verzinkte Schicht an der Schweißnaht muss abgeschliffen werden, da sonst Blasenbildung, Trachom, Fehlschweißungen usw. auftreten. Außerdem wird die Schweißnaht dadurch spröde und ihre Festigkeit verringert.
2. Schweißeigenschaften von verzinktem Stahl
Verzinkter Stahl besteht in der Regel aus niedriggekohltem Stahl und ist mit einer etwa 20 µm dicken Zinkschicht überzogen. Der Schmelzpunkt von Zink liegt bei 419 °C, der Siedepunkt bei etwa 908 °C. Beim Schweißen schmilzt Zink und schwimmt auf der Oberfläche des Schmelzbades oder an der Schweißnahtwurzel. Zink ist in Eisen gut löslich. Das flüssige Zink ätzt das Schweißgut tief entlang der Korngrenzen, und der niedrige Schmelzpunkt des Zinks führt zu Flüssigmetallversprödung. Gleichzeitig können Zink und Eisen intermetallische, spröde Verbindungen bilden. Diese spröden Phasen verringern die Plastizität des Schweißguts und verursachen unter Zugbeanspruchung Risse. Beim Schweißen von Kehlnähten, insbesondere von T-förmigen Verbindungen, treten am häufigsten Durchschweißrisse auf. Beim Schweißen von verzinktem Stahl oxidiert, schmilzt und verdampft die Zinkschicht an der Nahtoberfläche und den Kanten unter Einwirkung der Lichtbogenhitze und setzt dabei weißen Rauch und Wasserdampf frei, was leicht zu Poren im Schweißgut führen kann. Das durch Oxidation entstehende ZnO hat einen hohen Schmelzpunkt von etwa 1800 °C oder mehr. Sind die Parameter während des Schweißprozesses zu niedrig, bilden sich ZnO-Schlackeneinschlüsse, da Zink als Desoxidationsmittel wirkt. Dadurch entstehen niedrigschmelzende Oxid-Schlackeneinschlüsse aus FeO-MnO oder FeO-MnO-SiO₂. Zudem entsteht durch die Verdampfung des Zinks eine große Menge weißen Rauchs, der reizend und gesundheitsschädlich ist. Daher muss die Verzinkung an der Schweißnaht entfernt werden.
3. Schweißprozesssteuerung
Die Schweißvorbereitung von verzinktem Stahl entspricht der von normalem, kohlenstoffarmem Stahl. Dabei ist auf die sorgfältige Bearbeitung der Nut und der angrenzenden Verzinkungsschicht zu achten. Für einen ausreichenden Schweißdurchgang muss die Nut einen geeigneten Winkel von üblicherweise 60–65° aufweisen und ein Spalt von 1,5–2,5 mm eingehalten werden. Um das Eindringen von Zink in die Schweißnaht zu minimieren, kann die verzinkte Oberfläche in der Nut vor dem Schweißen entfernt werden. In der Praxis werden zentrierte Fasen, eine zentrierte Führung ohne stumpfe Kanten und ein zweilagiges Schweißverfahren eingesetzt, um unvollständige Schweißungen zu vermeiden. Die Wahl des Schweißdrahts richtet sich nach dem Grundmaterial des verzinkten Stahlrohrs. Für kohlenstoffarmen Stahl wird aufgrund der einfachen Handhabung häufig J422 verwendet. Schweißtechnik: Beim Mehrlagenschweißen sollte die Zinkschicht aufgeschmolzen und verdampft werden, um die Menge an verbleibendem flüssigem Zink in der Schweißnaht deutlich zu reduzieren. Beim Kehlnahtschweißen sollte versucht werden, die Zinkschicht in der ersten Lage anzuschmelzen und verdampfen zu lassen, damit sie aus der Schweißnaht entweicht. Dazu wird das Ende des Schweißdrahts zunächst um ca. 5–7 mm vorgeschoben. Sobald die Zinkschicht aufgeschmolzen ist, kehrt man in die Ausgangsposition zurück und schweißt weiter. Bei horizontalen und vertikalen Schweißungen ist die Hinterschneidungsneigung bei Verwendung von Kurzschlackeelektroden wie J427 sehr gering; durch die Anwendung der Hin- und Herführungstechnik des Schweißdrahts lässt sich eine fehlerfreie Schweißnahtqualität erzielen.
Veröffentlichungsdatum: 18. April 2024