1. Grundsätze zur Bestimmung der minimalen Vorwärmtemperatur
Die Vorwärmtemperatur und die Temperaturdifferenz zwischen den Schichten sollten anhand von Faktoren wie der chemischen Zusammensetzung des Stahls, dem Einspannzustand der Verbindung, der Wärmeeinbringungsmenge, dem Wasserstoffgehalt des abgeschiedenen Metalls und der Schweißen Die verwendete Methode. Alternativ sollten Schweißversuche durchgeführt werden, um die minimale Vorwärmtemperatur für das tatsächliche Schweißen von Konstruktionsteilen zu bestimmen.
Bei der Verwendung mittlerer Wärmeeinbringung beim Schweißen von gewöhnlichem Baustahl muss die Mindestvorwärmtemperatur den Bestimmungen in Tabelle 2 entsprechen.
Tabelle 2 Mindestvorwärmtemperaturanforderungen für gängige Baustähle.
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| Die Dicke t (mm) des dicksten Bauteils der Verbindung.
t
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Beachten:
- "/" bedeutet, dass kein Vorheizen erforderlich ist.
- Bei Verwendung von Schweißmaterialien oder Schweißverfahren mit hohem Wasserstoffgehalt sollte die Vorwärmtemperatur um 20 °C gegenüber der in dieser Tabelle angegebenen Temperatur erhöht werden.
- Wenn die Temperatur des Grundmaterials an der Schweißstelle unter 0℃ liegt, sollte die Vorwärmtemperatur des Grundmaterials in der Tabelle um 20℃ erhöht werden, und diese Mindesttemperatur zwischen den Schweißlagen sollte während des gesamten Schweißprozesses beibehalten werden.
- Mittlere Wärmeeinbringung bezeichnet eine Schweißwärmeeinbringung von etwa 15 bis 25 kJ/cm. Für jede Erhöhung der Wärmeeinbringung um 5 kJ/cm kann die Vorwärmtemperatur um 20 Grad Celsius gesenkt werden.
- Bei variierender Blechdicke der Schweißverbindung sollten die Mindestvorwärmtemperatur und die Zwischenlagentemperatur auf Basis der größeren Blechdicke der Verbindung gewählt werden.
- Wenn die Werkstoffe der Schweißverbindungen unterschiedlich sind, sollte die niedrigste Vorwärmtemperatur anhand des Stahls mit der höheren Festigkeit und dem höheren Kohlenstoffgehalt in der Verbindung ausgewählt werden.
- Die Werte in dieser Tabelle gelten nicht für Stahl, der im Lieferzustand vergütet wurde; die minimale Vorwärmtemperatur, die für kontrolliertes Walzen und kontrolliertes Abkühlen (warmmechanisches Walzen) von Stahl reduziert werden kann, wird durch Versuche ermittelt.
2. Vorwärmanforderungen für spezielle Schweißverfahren
Beim Elektroschlackeschweißen und Wolfram-Gasschweißen Bogen Beim Vertikalschweißen bei einer Umgebungstemperatur über 0 °C ist keine Vorwärmung erforderlich. Bei Blechdicken über 60 mm empfiehlt sich jedoch eine Vorwärmung des Grundwerkstoffs im Bereich der Lichtbogenzündung; die Temperatur sollte dabei nicht unter 50 °C liegen.
3. Anforderungen an die Zwischenpasstemperatur
Beim Schweißprozess darf die minimale Zwischenlagentemperatur nicht unter der Vorwärmtemperatur liegen; bei statisch belasteten Konstruktionen darf die maximale Zwischenlagentemperatur 250℃ nicht überschreiten; bei zyklisch belasteten Konstruktionen und vergüteten Stählen darf die maximale Zwischenlagentemperatur 230℃ nicht überschreiten.
4. Anforderungen an die Regelung der Vorwärm- und Zwischenzugtemperatur
Die Vorwärmung und die Temperaturregelung zwischen den Durchgängen müssen den folgenden Vorschriften entsprechen:
Das Vorheizen und die Aufrechterhaltung der Zwischendurchgangstemperatur sollten mit Heizmethoden wie elektrischer Heizung, Flammenheizung und Infrarotheizung erfolgen und mit speziellen Temperaturmessgeräten gemessen werden;
Die Vorwärmzone sollte beidseitig der Schweißnahtfase liegen und eine Breite von mehr als dem 1,5-Fachen der Blechdicke an der Schweißstelle aufweisen, jedoch nicht weniger als 100 mm. Die Vorwärmtemperatur ist auf der Rückseite der erwärmten Schweißnahtoberfläche zu messen, wobei die Messpunkte mindestens 75 mm vom Schweißpunkt vor dem Lichtbogenübergang entfernt sein müssen. Bei Verwendung eines Flammenheizers zur Vorwärmung ist die Temperaturmessung an der Vorderseite nach Beendigung der Erwärmung durchzuführen.5. Anforderungen an SpezialstähleBei Stahlsorten III und IV sowie bei vergütetem Stahl müssen die Vorwärmtemperatur und die Zwischenstichtemperatur den vom Stahlwerk vorgegebenen Richtwerten entsprechen.6.Erläuterung Das Prinzip der Mindestvorwärmtemperatur und der Zwischenlagentemperaturen von 1 bis 7 dient der Kontrolle der Abkühlgeschwindigkeit des Schweißguts und des angrenzenden Grundwerkstoffs. Höhere Temperaturen fördern die Wasserstoffdiffusion und verringern die Kaltbruchneigung. Unter gegebenen Bedingungen ist die Abkühlgeschwindigkeit der ungeschweißten, nicht vorgewärmten Schweißverbindung höher als die der vorgewärmten. Je höher die Vorwärmtemperatur, desto geringer die Abkühlgeschwindigkeit. Eine ausreichend langsame Abkühlgeschwindigkeit reduziert effektiv die Verfestigung und die Rissneigung.Bei vergütetem Stahl ist eine langsame Abkühlgeschwindigkeit unerwünscht. Auch Stahlwerke raten von einer solchen Vorgehensweise ab.Obwohl die Mindestvorwärmtemperatur und die Zwischenlagentemperatur im Regelwerk festgelegt sind, basieren diese Werte lediglich auf der tatsächlichen chemischen Zusammensetzung gängiger Stähle, moderater struktureller Behinderung, üblicherweise verwendeten wasserstoffarmen Schweißverfahren und Schweißzusätzen sowie moderater Schweißnahtenergie usw., um die niedrigste Temperatur zu gewährleisten, die die Bildung von Verfestigungen oder Rissen in der Schweißverbindung verhindert. Praxis und Experimente haben zudem gezeigt, dass die Wahl der im Regelwerk festgelegten Mindestvorwärmtemperatur und Zwischenlagentemperatur die Rissbildung in Verbindungen mit allgemeiner Behinderung während des Schweißens verhindern kann. Um jedoch beim tatsächlichen Schweißen rissfreie und gut plastische Schweißverbindungen zu erzielen, sollten die Vorwärmtemperatur und die Zwischenlagentemperatur höher als die im Regelwerk festgelegten Mindestwerte sein. Gleichzeitig ist eine Obergrenze für die Zwischenlagentemperatur festgelegt, um eine Überhitzung des Grundwerkstoffs und die damit einhergehende Versprödung der Verbindung sowie eine Beeinträchtigung ihrer Eigenschaften zu vermeiden.Beim eigentlichen Schweißen ist die Mindestvorwärmtemperatur für die Verbindung anhand von Faktoren wie der chemischen Zusammensetzung des Stahls, der Festigkeitsklasse des Grundwerkstoffs, dem Kohlenstoffäquivalent des Grundwerkstoffs und des Schweißguts, dem Einspannungszustand der Verbindung, der Schweißnahtenergie, dem Wasserstoffgehalt des Schweißguts und dem verwendeten Schweißverfahren zu bestimmen. Liegen ausreichende experimentelle Belege dafür vor, dass die gewählte Vorwärmtemperatur und Zwischenlagentemperatur ausreichen, um Rissbildung beim Schweißen der Verbindung zu verhindern, können niedrigere Werte als die in Tabelle GB50661-7.6.2 angegebenen Mindestwerte gewählt werden.Der Code legt außerdem den Heizbereich für das Vorwärmen fest, um sicherzustellen, dass die Vorwärmtemperatur der Verbindung gleichmäßig ist und dass beim Abkühlen ein gleichmäßiger Abkühlgradient entsteht, wodurch eine zu schnelle Abkühlung vermieden wird.Beim Elektroschlackeschweißen, beim Gas-Elektro-Vertikalschweißen und beim Bolzenschweißen ist die Schweißnahtenergie hoch und die Schweißgeschwindigkeit im Allgemeinen gering. Vorwärmen ist in der Regel nicht erforderlich.
