Von Kalorienzählern und Kohlenstoffäquivalenten

Die Schweißeignung von Stählen wird durch die Summe der Kohlenstoffäquivalente der in der Stahlschmelze enthaltenen chemischen Elemente wie Mangan, Nickel oder Chrom bestimmt. Dazu werden die Kohlenstoffäquivalente der einzelnen Elemente addiert. Die Summe davon ist das in Warenlisten genannte Kohlenstoffäquivalent. Anhand dieses Wertes kann jeder Praktiker in der Fertigung beurteilen, ob und wie das Stahlblech geschweißt oder autogen gebrannt werden kann. Der Stahleinkäufer spezifiziert damit ebenso einfach den Stahl und seine Schweißeignung bei der Bestellung.

Allerdings haben sich in der Praxis verschiedene Kohlenstoffäquivalente etabliert. Je nach Stahlsorte, schweißtechnischer Verarbeitung, Verwendung, Produkt- und Herstellungsstandard kommen unter anderem folgende Kohlenstoffäquivalente zur Anwendung:

CEV (oder CE) = C + Mn/6 + (Cu + Ni)/15 + (Cr + Mo + V)/5

  • CEV zielt darauf, Risse infolge zu starker Aufhärtung des Stahls durch schnelle Abkühlung direkt neben der Schweißnaht zu verhindern.

  • Für europäische Baustähle nach EN 10025 sind maximale CEV festgelegt.

  • EN 1011‑2 nennt dem Praktiker eine Methode A, mit der er – abhängig vom CEV – die sichere Vorwärmtemperatur berechnen kann.

CET = C + (Mn + Mo)/10 + (Cr + Cu)/20 + Ni/40

  • CET zielt darauf, Risse infolge von Wasserstoffversprödung des Stahls durch zu kurze Wasserstoffeffusionszeiten im Temperaturbereich von 100 °C bis 300 °C neben der Schweißnaht zu verhindern.

  • EN 1011‑2 nennt dem Praktiker eine Methode B, mit der er – abhängig vom CET – eine sichere Vorwärmtemperatur berechnen kann.

PCM = C + Si/30+ (Mn + Cu + Cr)/20 + Ni/60 + Mo/15 + V/10 + 5 B

  • PCM wird insbesondere bei sehr schnellem Abkühlen wie bei Wurzelnähten eingesetzt.

  • PCM ist in Offshore Standards wie in EN 10225 üblich und kommt auch im US‑amerikanischen Fertigungsstandard AWS D1 zum Einsatz.

Je nach verwendeter Methode und Art des Kohlenstoffäquivalents können sich etwas unterschiedliche Vorwärmtemperaturen für das Schweißen ergeben. Allen Kohlenstoffäquivalenten ist jedoch gemeinsam: Je niedriger ihr Wert ist, desto einfacher und wirtschaftlicher kann der Stahl verarbeitet werden. Diese Erkenntnis ist der Treiber für Dillinger, die sogenannten TM‑gewalzten Stähle mit äußerst niedrigen Kohlenstoffäquivalenten in immer größeren Blechdicken zu entwickeln.
Wolfram Hölbling
Marketing & Technische Beratung

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