Ist das Volleinschweißen dem Tiefschmelzschweißen immer überlegen? Diese Frage beschäftigt viele in der metallverarbeitenden Industrie. In diesem Artikel werden die Stärken und Schwächen der beiden Verfahren aufgeschlüsselt und ihre Anwendungen, Kostenfolgen und Prüfanforderungen erläutert. Am Ende werden Sie wissen, wann Sie sich für das Durchschweißen entscheiden sollten, wenn es um Festigkeit und Zuverlässigkeit geht, oder für das Tiefschweißen, wenn es um Effizienz und Kosteneffizienz geht.
Aus werkstoffwissenschaftlicher Sicht handelt es sich beim Tiefschmelzschweißen um eine partielle metallurgische Reaktion zwischen den geschweißten Metallen auf beiden Seiten mit einer begrenzten Tiefe im Vergleich zum Durchschweißen.
Das Durchschweißverfahren hingegen gewährleistet eine vollständige Phasenumwandlung der geschweißten Metalle, was zu einer homogeneren inneren Struktur und weniger metallurgischen Fehlern führt.
Folglich weisen Durchschweißungen im Vergleich zu Tiefschmelzschweißungen bessere Festigkeitseigenschaften auf.
Kehlnahtschweißung, Tiefschmelzschweißung und Durchschweißung sind die drei gängigsten Formen von kontinuierlichen Kehlnähten. Die spezifische Fasengeometrie hängt von Faktoren wie der Blechdicke und dem Schweißverfahren ab.
Nach den DNV- und LR-Normen ist für Tiefschweißnähte keine Ultraschallprüfung (UT) erforderlich, während für Durchschweißnähte die UT-Prüfung 100% vorgeschrieben ist.
Bei der Durchschweißung ist eine Wurzelreinigung erforderlich, um Schweißfehler zu beseitigen, bevor die Rückseite versiegelt wird. Beim Tiefschmelzschweißen ist keine rückseitige Wurzelreinigung erforderlich, und die Fasengestaltung wird durch die Blechdicke und die gewünschte Einschweißtiefe bestimmt.
Dynamisch beanspruchte Strukturen erfordern in der Regel eine Durchschweißung, um die Spannungskonzentration zu verringern und die mechanischen Eigenschaften der Schweißverbindung zu verbessern - Vorteile, die das Tiefschmelzschweißen nicht bietet.
Unter dem Gesichtspunkt der Festigkeit erfordern kritische Konstruktionsverbindungen in der Regel eine Durchschweißung. Wenn jedoch durch Tiefschmelzschweißen eine ausreichende Schweißnahtfestigkeit gewährleistet werden kann, sind Durchschweißverbindungen möglicherweise nicht erforderlich.
Schweißverfahren müssen ein Gleichgewicht zwischen Anwendbarkeit, Zuverlässigkeit und Kosteneffizienz herstellen. Das Durchschweißverfahren verbraucht im Vergleich zum Tiefschmelzschweißen mehr Schweißmaterial, erhöht die Arbeitsintensität und erfordert umfangreichere Prüfungen nach dem Schweißen.
Das Tiefschmelzschweißen erhöht die Eindringtiefe der Verbindung und wird häufig eingesetzt, wenn der Kehlnahtwinkel zu groß ist, so dass die Größe des Schweißschenkels um 15-20% verringert werden kann.
Die American Welding Society (AWS) klassifiziert das Tiefschmelzschweißen als partielle Durchschweißung, während die vollständige Durchschweißung als komplette Durchschweißung definiert ist. In einigen Zusammenhängen wird das Tiefschmelzschweißen als PP (Partial Penetration) und die vollständige Durchdringung als FP (Full Penetration) bezeichnet.
Die Prüfanforderungen für diese Schweißarten sind unterschiedlich. Tiefschmelzschweißungen werden in der Regel nur einer Dichtheitsprüfung unterzogen, während für Durchschweißungen sowohl eine Dichtheitsprüfung als auch eine Magnetpulver- oder Ultraschallprüfung erforderlich ist.
Moderne Praktiken beinhalten im Allgemeinen eine Fasenvorbereitung für beide Arten, wobei die Abmessungen der Wurzelfläche variieren. Beim Durchschweißen wird in der Regel eine Wurzelfläche von 4 mm beibehalten, die von der Rückseite gereinigt werden muss, während beim Tiefschmelzschweißen eine größere Wurzelfläche ohne Rückseitenreinigung möglich ist.
Auch die Schweißnahtgeometrien unterscheiden sich. Beim Tiefschmelzschweißen (im Originaltext oft fälschlicherweise als "FULL PENETRATION" bezeichnet) wird typischerweise ein V-förmiger Querschnitt mit einseitiger Ausbildung verwendet, wobei eine 0-2 mm dicke Wurzelfläche verbleibt. Diese Wurzel wird beim Schweißen direkt aufgeschmolzen, wobei die Rückseitenbildung oft durch eine keramische Unterlage erleichtert wird. Zu den üblichen Anwendungen gehören Verbindungen zwischen Deckplatte und Hauptdeck sowie Verbindungen zwischen dem unteren Sitz des Schlitzschotts und der inneren Bodenplatte.
Beim echten Durchschweißen (im Originaltext fälschlicherweise als "DEEP PENETRATION" bezeichnet) wird im Allgemeinen ein K- oder Y-förmiger Querschnitt mit einer Wurzelfläche von mehr als 3 mm verwendet. Dieses Verfahren erfordert beidseitiges Schweißen und ist in der Regel für Verbindungen mit besonderen Anforderungen reserviert.
Als Gründer von MachineMFG habe ich mehr als ein Jahrzehnt meiner Karriere der metallverarbeitenden Industrie gewidmet. Meine umfangreiche Erfahrung hat es mir ermöglicht, ein Experte auf den Gebieten der Blechverarbeitung, der maschinellen Bearbeitung, des Maschinenbaus und der Werkzeugmaschinen für Metalle zu werden. Ich denke, lese und schreibe ständig über diese Themen und bin stets bestrebt, in meinem Bereich an vorderster Front zu bleiben. Lassen Sie mein Wissen und meine Erfahrung zu einem Gewinn für Ihr Unternehmen werden.
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