#038 Vorwärmen beim Schweißen

00:00:03: Einfach schweißen.

00:00:05: Der Podcast, in dem sich alles wirklich alles um das Thema Schweißendreht.

00:00:11: Präsentiert von und mit Stefan Schelzel und Matthias Wulf.

00:00:16: Los geht's!

00:00:20: Hey und herzlich willkommen zu einer neuen Folge unseres Podcastes einfach schweissen.

00:00:23: Mein Name ist Mathias Wulff und mir gegenüber sitzt wie immer Stefan Schölzl.

00:00:27: Hi Stefan.

00:00:27: Ja Matthias grüß dich hi und natürlich auch moin nach draußen.

00:00:32: Matthias heute wird es warm sehr warm sogar.

00:00:35: Wortwörtlich

00:00:36: Genau, wir reden nämlich über das Vorwärmen beim Speisen.

00:00:40: Und das bitte nicht verwechseln mit dem Vorglün was viele von euch kennen?

00:00:43: Das ist etwas anderes!

00:00:45: Ha, da stimmt.

00:00:46: Wisst ihr denn was es ist und warum man es überhaupt macht?

00:00:49: Also ich meine jetzt das vorwärmt, nicht das vorurglün.

00:00:52: Gehört das vermutlich jeder von euch schon mal oder?

00:00:54: Aber wieso, weshalb, warum und wann wissen glaube ich die wenigsten?

00:00:59: Darum nehmen wir das heute mal für euch unter die Lupe Einverstanden?

00:01:02: Ja ich

00:01:02: denke doch lass uns starten.

00:01:04: Wir fangen zum Reinkommen vielleicht mal wieder mit unserer altbekannten Werkstatt-Situation an.

00:01:08: Stellt euch mal Folgendes vor, es ist Freitagmorgen ihr schweißt doch die letzte Naht an eurem Bauteil und dann geht's ab ins Wochenende.

00:01:15: Yay!

00:01:16: Vorglüden!

00:01:18: Hör auf damit!

00:01:19: Sorry...

00:01:20: Ja das Bauteile ist also erledigt.

00:01:22: Naht sieht super aus.

00:01:24: von daher kann man nicht meckern und der Chef ist auch zufrieden.

00:01:27: Und am Montag kommst du wieder in die Werkstadt und schau's das Baoteil nochmal an.

00:01:32: Scheiße Was ist passiert?

00:01:34: Die olle Schweißnaht ist gerissen, Stefan.

00:01:37: Ach du liebes bisschen!

00:01:39: Was könnte der Grund sein?

00:01:40: War das Einbrecher?

00:01:42: Halluzinationen?

00:01:43: Vielleicht auch ein falscher Drahtzusatz?

00:01:45: oder konnte der Schweißer nicht richtig schweißen?

00:01:48: Ausschließen kann man vermutlich alles nicht aber ich glaube da war was anderes Schuld etwas ganz Banales.

00:01:54: Was schwebt ihr denn vor Matthias?

00:01:57: Ja meine Prognose wäre... Da wurde wohl nicht vorgewärmt womit wir dann direkt beim Thema werden.

00:02:03: Ja, dann lass uns doch mal herausfinden was da wohl über das Wochenende mit dem Bauteil ja passiert ist.

00:02:08: Ich habe die These aufgestellt es läge am fehlenden Vorwärmen.

00:02:13: Was bedeutet vorwärm denn überhaupt?

00:02:15: Eigentlich ist das ganz simpel Vorwäme im Schweißen bedeutet dass bestimmte Bauteile vor dem Schweißon auf eine gewisse Temperatur gebracht werden.

00:02:23: Ganz wichtig Das Bautei wird vorgewärmt nicht die Naht an sich.

00:02:27: Die naht wird erst danach gezogen

00:02:29: und bevor jetzt jemand von euch das ganze ja zweimal zwei Meter große Bauteil vorwärmen möchte, dass ist natürlich nicht nötig.

00:02:36: Es reicht das Material rund um die späteren Naht vorzuwerben.

00:02:39: Je nach Werkstoff können das mal achtzig Grad sein auf die wir vorwählen müssen.

00:02:44: Mal können es hundertfünfzig sein, mal dreihundert und bei gewissen Grundwerkstoffen wie zum Beispiel Gusswerkstoffe mit der Temperatur noch höher.

00:02:52: Wichtig mit den Temperaturen?

00:02:54: Auf jeden Fall!

00:02:55: Aber noch wichtiger wäre für mich Warum machen wir das überhaupt und diesen ganzen Aufwand der dahinter steckt?

00:03:00: Tja, da gibt es mehrere Gründe.

00:03:02: Aber wenn man erstmal ganz stark vereinfacht sagen

00:03:04: möchte...

00:03:05: Eigentlich wollen wir verhindern dass das Material nach dem Schweißen Probleme bekommt beziehungsweise Probleme macht.

00:03:11: Ich habe dafür immer eigentlich ein schönes Bild im Kopf.

00:03:14: Jetzt bin ich gespannt.

00:03:15: Deine Bilder im Kopf lassen nichts Gutes an.

00:03:18: Stefan.

00:03:19: Ja warte erst mal ab.

00:03:21: Also stell dir vor du sitzt im Hochsommer in der Sonne Dreist dich gerade im Schatten.

00:03:25: Die Haut wird langsam aber sicher rot, der Kopf glüht und dann springst du direkt in den Bergsee.

00:03:31: Schön mit Gletscherwasser getränkt, frische, fünfzehn Grad Wassertemperatur.

00:03:35: Autsch!

00:03:36: Dann zieht sich alles zusammen.

00:03:38: Wirklich alles heiß und direkt kalt.

00:03:42: Das ist keine gute Sunde Kombi für den Körper?

00:03:45: Genau – und dem Material beim Schweißen geht es verdammt ähnlich.

00:03:49: Da können Temperaturenterschiede auch mal schnell dafür sorgen dass sich alles wirklich zusammenzieht.

00:03:54: Ich mach's mal konkreter.

00:03:56: Beim Schweißen haben wir in der späteren Schweißener Temperaturen von deutlich über... ...deutlich über...dann über...tausend...fünfhundert Grad Celsius.

00:04:04: Direkt ein paar Zentimeter daneben hat das Bauteil aber vielleicht nur, was weiß ich?

00:04:08: Dreißig, vierzig, fünfzig Grad.

00:04:11: Also einen noch viel krasseren Temperaturunterschied als im meinem Bergseeper Beispiel.

00:04:16: Definitiv!

00:04:17: Und genau dann entstehen die besagten Spannungen im Material.

00:04:21: Das Material dehnt sich, das Material schrumpft wieder Alles arbeitet gegeneinander.

00:04:26: Und wenn die Temperaturunterschiede zu hoch sind, läuft die Abkühlung viel zu schnell und die auftretenden Spannungen bringen die Schweißnaht zum Reißen.

00:04:34: Ja da geben sich Physik und Chemie die Hand!

00:04:36: Dann geht es der Naht an den Kragen.

00:04:39: In dem Zusammenhang fällt oft der Begriff Wärme-Einflußzone.

00:04:42: Stefan in dem Begriff wärmer Einflusszone hatten wir zwar schon mal in einer unserer ersten Folgen erklärt... Aber mach doch nochmal oder?

00:04:49: Ich?

00:04:50: Na klar du kannst ja super.

00:04:52: Na gut Also die wärme Einflusszone ist der Bereich direkt neben der Schweißnaht.

00:04:58: Der schmilzt nicht, wird aber trotzdem extrem heiß

00:05:01: und genau dort entstehen die meisten Probleme also auch den Nummer mit Entspannungen, die dann im schlimmsten Fall zum Rest der Naht führen können.

00:05:08: Als erster wichtiger Grund fürs Vorwärmen ganz klar verhindern von zu hohen Spannung durch zuschnelles Abkühlen.

00:05:15: Wird vorgewärmt, verringert sich das Temperaturdelter und die Abkühlung erfolgt langsamer und somit entspannter für das Material.

00:05:21: Welchen Grund fürs Vorwählen gibt's denn noch, Stefan?

00:05:24: Wasserstoff!

00:05:25: Was?!

00:05:26: Ja.

00:05:27: Hört sich erstmal all mal an... was soll Wasserstoff überhaupt beim Schweißmüll wirken?

00:05:31: Aber genau das ist der Punkt.

00:05:33: Wasserstoff soll beim Schweissen eigentlich gar nichts machen weil Wasserstoff ein kleines ja Miststück auf gut Deutsch ist

00:05:39: Und niemand will dieses Missstück also dem Wasserstoff in der Schweißnatt haben und trotzdem kann er beim Schweizen das Material gelangen.

00:05:46: Und wodurch?

00:05:47: Ja da gibts mehrere Möglichkeiten Durch Feuchtigkeit auf den Bauteil zum Beispiel durch Ross oder Öl, durch Farben auf den Bauteilen.

00:05:55: Nasser Elektroden sind auch so eine Gefahrenstelle – genau wie feuchte Drahtzusatzwerkstoffe!

00:06:00: Auch Schutzgas kann theoretisch Wasserstoff einbringen in die Schweißnaht.

00:06:04: Aber was ist denn das Dover am Wasserstoff?

00:06:06: Warum wollen wir den möglichst nicht im Material- oder der Schweissnaht

00:06:09: haben?!

00:06:09: Da müssen wir mal kurz unterscheiden….

00:06:11: Also im flüssigen Zustand quasi im Schmelzbad kann der Stahl eigentlich relativ viel Wasserstoff aufnehmen.

00:06:18: Solange diese Plämpel dann noch flüssig ist, löst sich der Wasserstoff ziemlich gut darin und macht erstmal wenig Trouble.

00:06:23: Ja kühlte die Naht aber erst mal ab und erstaat!

00:06:26: Dann wird es wirklich tricky mit dem Wasserstoff.

00:06:28: Die Löstlichkeit vom Wasserstoff im Stahl nimmt da nämlich drastisch ab.

00:06:32: Und dann hat der Wasserstoff genau drei Möglichkeiten was er tun kann Entweder er diffundiert aus dem Material also verschwindet oder Er sammelt sich in gewissen Fehlstellen.

00:06:42: das können Poren sein Einschlüsse oder Er bleibt den Gefüge eingeschlossen.

00:06:48: Und besonders kritisch aus unserer Sicht ist dann ehrlich gesagt die dritte Möglichkeit, er bleibt dem Gefüger eingeschlossen.

00:06:54: Tja!

00:06:55: Poren und Fehlstellen sind auch wirklich

00:06:57: doof.

00:06:58: Aber die Nummer mit dem Wasserstoff der jetzt ja auf einmal im Material fest sitzt ist noch kritischer zu sehen.

00:07:04: aber Matthias warum überhaupt?

00:07:06: Weil die Kombi einfach brandgefährlich ist.

00:07:08: Erstmal haben wir da die Schrumpfspannung.

00:07:10: durch die Abkühlung hatten wir vorhin schon was zugesagt.

00:07:13: Dann kommt es durch die hohen Temperaturen beim Schweißen zusätzlich noch zu einer Gefügeänderung im Material, wodurch sich ein verdammt hartes und sprödes Gefühl gebildet.

00:07:22: Das nennt man dann Martin Sidd.

00:07:24: Und dann auch dieser vermalle deite Wasserstoff dabei.

00:07:27: Denn jetzt wandert der winzig kleine und verdammte bewegliche Wasserstoff genau dahin wo wir ihn nicht haben wollen und zwar in dem Bereich mit den hohen Spannungen.

00:07:35: Es hat zur Folge Er sammelt sich dort und die Festigkeit wird dadurch herabgesetzt und das Material reißt Bums!

00:07:43: Also schon wieder Risse Und das weiß nicht sofort, sondern womöglich erst Stunden oder Tage oder auch nach dem Wochenende.

00:07:51: Nach der eigentlichen Schweißnaht.

00:07:52: Genau wie in deinem Beispiel mit der bösen Überraschung nach den Wochenenden.

00:07:56: Zuerst sah die Naht ja super top aus!

00:07:58: Alle waren glücklich und zufrieden.

00:08:00: Und nach ein paar Tagen ist das vermalle Deite-Ding einfach gerissen?

00:08:05: Ja da sind dann diese sogenannten Wasserstoffrisse... ...oder auch verzögerten Wasserstoffrüssen.

00:08:11: Und schon wieder sind wir beim Vorwärmen.

00:08:13: Während die Bauteile nämlich passend vorgewärmt, hilft das enorm.

00:08:16: Weil der Wasserschloss dadurch länger diffundieren kann Die Abkühlung verlangsamen wird und dadurch weniger harte Gefüge so wie geringere Spannungen entstehen.

00:08:25: Einfach gesagt.

00:08:25: es werden also drei Gefahre mit einer einfachen Maßnahme beseitigt Also Vorwärmen.

00:08:31: Jetzt meine Frage Also muss ich dann immer Vorwären beim Schweißen um das Risiko zu minimieren?

00:08:37: Tja Das wäre ja zwar einfach Und auch oft wirklich übertrieben.

00:08:41: Entscheidend sind da so ein paar Faktoren.

00:08:43: Erstmal der Grundwerkstoff, dann die Materialdicke und dann die Festigkeit des Materials.

00:08:49: Die Einspannung Umgebungstemperatur spielt auch eine Rolle.

00:08:52: Sprich es gibt Fakturen die einen Vorwärm zwingend erfordern.

00:08:56: Machen wir uns nix vor.

00:08:58: Ich mach's auch mal an einem Beispiel Nehmen wir mal nen S- twofünn dreißig Den stink normalen Waldunwiesenstahl fünf Millimeter Blechstärke Werkstatttemperatur.

00:09:07: Da würde vermutlich kein Schweißer wirklich vorwärm oder uns Vorwärmen denken.

00:09:12: Und das hat auch einen Grund, so ein S-Zwo-Fün-Dreißig hatte durch seinen geringen Kohlenstoffgehalt eine recht gute Schweißbarkeit, hohe Zähigkeit und erneigt wenig dazu diese harten und spröden Matinsitgefügel zu

00:09:23: bilden.

00:09:24: Selbst wenn also aus irgendwelchen Gründen etwas Wasserstoff vorne ist fehlen meist die Voraussetzungen für diese blöde Wasserstoffrisse.

00:09:31: Die Spannung können sich durch plastische Verformung teilweise abbauen ohne dass irgendein Riss entsteht.

00:09:36: Darum ist in dem Fall auch kein Vorwärm wirklich zwingend notwendig.

00:09:39: Anders zum Beispiel bei einem Stahl,

00:09:42: es sind ganz andere Baustelle.

00:09:44: Da wird vorwärmen plötzlich extrem wichtig.

00:09:46: Ja!

00:09:47: Denn Zweiundvierzig Chromophie ist ein hochfester Stahl der durch seinen Kohlenstoff und Legierungsgehalt beim schnellen Abkühlen sehr hart und spröde werden kann.

00:09:55: Damit haben wir den idealen Nährboden für diese Wasserstoffrisse

00:09:58: Und darum ist man so einen Stahl zum Beispiel Vorwärm zwingt notwendig.

00:10:03: Noch schlimmer sieht es wirklich bei Guseisen aus, da geht in den meisten Fällen gar nichts ohne Vorwähme.

00:10:07: Obwohl sich daher auch schon wieder die Gelehrten ever streiten weil Guss Schweißen schon ziemlich speziell ist.

00:10:13: Das würde aber heute zu krass in die Tiefe gehen.

00:10:15: darum bleiben wir lieber hier bei dem Zwischenfahrzeug.

00:10:17: was du jetzt machen darf Stefan

00:10:19: Ja das mache ich doch also vorwärmen war aufgrund der langsameren Abkühlung und wegen der Gefahr von Wasserstoffrissen die wir gerade erklärt hatten.

00:10:27: Genau Das sind dann auch so die beiden Hauptgründe des Vorwärms.

00:10:31: Ja, markt noch viele andere Gründe geben Aber wir wollen es bei diesen beiden Protagonisten belassen um das ganze fass nicht zu großzumachen.

00:10:40: Ich habe nämlich hier noch eine frage auf dem zettel stehen und zwar wie bestimmt man denn Die vorwärmtemperatur?

00:10:47: oder ist das egal?

00:10:48: hauptsache heiß?

00:10:50: Nein, nein, so einfach ist dass nicht.

00:10:53: Also die vorwerbendemperatur beim schweißen wird nicht frei gewählt also kannst du nicht einfach willkürlich aussuchen Sondern die nippen man aus Norm und Tabellen, vor allem aus der EN-Zähn-Elf Strich Zwei.

00:11:05: Endlich mal wieder in den Normen steffern.

00:11:06: Juhu!

00:11:07: Dabei spielen mehrere Faktoren eine Rolle.

00:11:10: Kohlenstoff equivalent Die Bauteildicke Das Schweißverfahren Und eben der Wasserstoffgehalt im Schweissgut Je höher die Festigkeit und die Härtbarkeit des Stahls Und je dicker das Bauteil ist, desto höher muss in der Regel auch die Vorwärmtemperatur gewählt werden.

00:11:25: Ja in

00:11:26: der Praxis wird die Temperatur aus Diagrammen oder Berechnungen abgelesen und dann im Schweißplan, also der BPS festgelegt.

00:11:32: So dass der Schweißer sich nur noch wirklich einhalten

00:11:34: muss.

00:11:35: Dann ist das ja easy.

00:11:36: Das ist es.

00:11:37: Man muss es halt nur wissen.

00:11:39: aber ich stelle mal direkt die nächste Frage Woran erkenne ich denn ob ausreichend vorgewähnt wurde?

00:11:44: Tja das ganze kann man messen und zwar mit Temperaturstiften Thermoelementen oder auch mit entsprechenden Temperaturen Messgeräden.

00:11:51: Also bitte nicht nach Bauchgefühl oder Hand drauf passt schon.

00:11:54: Das sollte man nicht machen, bitte ich ganz bei dir.

00:11:56: Oder man kann da schon genau die Temperatur bestimmen!

00:11:58: Jetzt haben wir nur noch einen wichtigen Aspekt vergessen Stefan, da haben wir noch kein drüber gesprochen.

00:12:02: Wir haben nämlich noch keinen Wort dazu verloren wie man das Bauteil überhaupt auf Temperatur bekommt.

00:12:07: zum Vorwärmen Ich glaube mit dem T-Licht funktionen die das nicht so gut.

00:12:11: Nö dann nimmst du einfach zwei.

00:12:12: Das

00:12:12: wäre eine Möglichkeit

00:12:13: Richtig.

00:12:14: Nein das könnte schwierig werden Aber es gibt durchaus bessere Alternativen Die auch überall Anwendung finden.

00:12:19: Ich hab da mal ein paar im Kopf.

00:12:21: Man kann zum Beispiel mit einem Gasbrenner machen, also mit Acetylene-Sauerstoff oder Propan-Sauerstoff.

00:12:26: Da muss man auch bei etwas aufpassen, denn nicht alle Werkstoffe sollten wirklich mit Propan bzw.

00:12:31: Acetylenfrohen gewärmt werden ist aber schon wieder ein Ding für eine extra Folge.

00:12:35: deshalb gehe ich nicht tiefer darauf ein.

00:12:38: andere Möglichkeit sind elektrische Heizmatten oder Keramikheizelemente.

00:12:43: Ofenerwärmung ist nur Optionen.

00:12:45: Widerstandserwärmen gibt es und Induktionserwärmo.

00:12:49: Und eines von diesen Verfahren gewinnt immer weiter an Bedeutung auf dem Markt.

00:12:53: Und zwar,

00:12:54: das Induktionsverfahren würde ich mal sagen...

00:12:56: Ganz genau!

00:12:57: Magst

00:12:57: du das denn mal im Erklären, Stefan?

00:12:58: Was ist denn Induktion und was bedeutet das?

00:13:01: Und warum hat es Vorteile?

00:13:03: Ja, ich probier's auf jeden Fall mal.

00:13:04: Du machst das, du machst

00:13:05: das.

00:13:05: Also bei der Indukt tape also bei der induktionsvorwärmung erzeugt ein ja elektromagnetisches wechselfeld direkt im stahl wärme.

00:13:13: Dadurch können Bauteile schnell und gleichmäßig und exakt auf die erforderliche Vorwärmtemperatur gebracht werden.

00:13:19: Gegenüber Gasbrennern bietet diese Induktion somit eine bessere Kontrolle für die Temperatur, und reduziert so ziemlich wirksam die Gefahr von Wasserstoffrissen.

00:13:29: Weshalb sie insbesondere bei hochfesten und vergüteten Stählen häufig eingesetzt wird!

00:13:42: macht es besonders Sinn.

00:13:45: Weiterholen wir nicht aus, dabei belassen was.

00:13:47: Lass uns lieber demnächst mal eine eigene Folge zur Induktion machen weil ich wirklich glaube dass das Verfahren ziemlich an Fahrt aufnimmt.

00:13:54: Wir merken das auch bei der Arbeit.

00:13:56: Es wird ziemlich viel nach Induktionen gefragt und nicht nur zum Vorwärmen sondern auch zum Richten kann man das Verfaren verwenden.

00:14:02: von daher wäre das ein Ding für ne extra Folge.

00:14:05: Das sollten wir auf jeden Fall machen weil's ja einfach ein Riesenthema draußen ist Und somit natürlich ganz klar auch ein Thema für uns, für unseren Podcast einfach schweißend.

00:14:15: Na klar doch!

00:14:18: Vielleicht hat er der eine oder andere von euch tatsächlich eine konkrete Frage zum Induktionsvorwärmen oder Induktionrichten oder allgemein zu Induktionen?

00:14:27: Schickt sie uns dann nehmen wir es gerne in die Planung mit auf, einfache Nachrichten und E-Mail LinkedIn oder sonst wo.

00:14:33: ihr wisst schon wo ihr uns findet.

00:14:35: Matthias was hält du davon wenn wir die Folge damit heute erstmal zum Ende bringen?

00:14:39: Gar nichts.

00:14:40: Ich habe mir gedacht.

00:14:41: Wir machen es aber trotzdem.

00:14:42: Natürlich kann man das, was wir heute erzählt haben auch viel klein detaillierter und gegliederter und noch fachlicher erklären.

00:14:49: Ja!

00:14:49: Das kann man... Aber das ist ja gar nicht unsere Zielsetzung.

00:14:53: Wir hoffen einfach dass euch diese Basis-Infos hier gereicht haben um zu verstehen warum Vorwärmen so wichtig sind und am Ende des Tages Top Schweißnähte erzeugen zu können.

00:15:03: Ganz genau.

00:15:04: Wenn euch diese Folge also gefallen hat lasst uns gerne eine Bewertung bei Spotify, Apple Und Co natürlich da.

00:15:11: Das haben wir bisher noch viele vergessen, das fehlt noch!

00:15:14: Da sind noch wenige Bewertungen Stiffern.

00:15:16: Das stimmt, das sehe ich auch.

00:15:17: Da müssen wir mehr Druck machen.

00:15:19: und wenn ihr jemanden kennen solltet, der immer sagt äh Vorwärm brauche ich nicht quatsch Dann schickt ihm doch mal vielleicht den Link zu dieser Folge Soll er sich auch mal anhören.

00:15:29: In diesem Sinne würde ich sagen passt auf euch auf

00:15:31: und passt auf eure Schweißnähte auf und schaltet beim nächsten Mal wieder ein wenn es heißt Einfach schweißen der Podcast.

00:15:38: Macht

00:15:38: es gut, ciao!

00:15:42: In der nächsten Folge geht's dann weiter mit einfach schweissen.

00:15:46: gibt den beiden bis dahin liebend gerne Feedback zur aktuellen Folge oder zum Podcast an sich.

00:15:51: ihr habt Ideen was dringend noch thematisiert werden soll?

00:15:54: Aus damit schreibt ihnen einfach er erreicht die beiden über die Mailadresse

00:15:58: einfachschweißenn

00:15:59: fgmx.de.