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Kaltrisse sind Risse, die Stunden nach dem Schweißen auftreten können, wenn die Naht abgekühlt ist. Drei Dinge wirken zusammen: wie härtbar der Stahl ist, wie viel Wasserstoff im Schweißgut ist und wie schnell die Naht abkühlt. Wie schnell sie abkühlt, hängt von der Materialdicke ab und davon, wie viel Wärme du einbringst.
Die Ausbildungsordnung für Schmiede hat das Lernziel: «Der Lehrling kennt die Berechnung von Kohlenstoffäquivalenten und ihre Bedeutung».
Das Kohlenstoffäquivalent fasst den Gehalt des Stahls an Kohlenstoff und Legierungselementen in einer Zahl zusammen. Je höher die Zahl, desto härtbarer ist der Stahl und desto größer ist das Risiko von Kaltrissen. Die meistverwendete Formel ist die des IIW:
Beispiel mit eigenen Zahlen: C 0,18 · Mn 1,40 · Cr 0,05 · Mo 0,02 · V 0,01 · Ni 0,05 · Cu 0,05. CE = 0,18 + 0,233 + 0,016 + 0,007 = 0,44.
Die Hersteller geben das CE für ihren Stahl an. SSAB gibt für S355J2+N höchstens 0,45 und typisch 0,42 an (6-60 mm). Ovako gibt höchstens 0,47 für S355J2 an. Die Zahlen unterscheiden sich, weil sie von verschiedenen Herstellern stammen — schau immer ins Zeugnis für genau deinen Stahl.
Wasserstoff im Schweißgut wird in ml pro 100 g Schweißgut gemessen. ISO/TR 17844 teilt ihn in fünf Wasserstoffklassen ein:
| Wasserstoff (ml pro 100 g Schweißgut) | Klasse |
|---|---|
| Mehr als 15 | A |
| Über 10 und höchstens 15 | B |
| Über 5 und höchstens 10 | C |
| Über 3 und höchstens 5 | D |
| Höchstens 3 | E |
Rutile und zellulosische Elektroden gehören zur Klasse A. Basische Elektroden können je nach Klassifizierung des Herstellers in den Klassen B bis D liegen. Massivdraht für MIG/MAG und WIG gilt normalerweise als Klasse D.
Die basische Elektrode OK 48.00 von ESAB ist nach ISO 2560 als «E 42 4 B 42 H5» klassifiziert. So liest du Teile der Bezeichnung:
Die zweite «42» sagt etwas über Ausbringung, Stromart und Positionen. Das erklären wir hier nicht — sieh im Datenblatt der Elektrode nach.
Die Wärmeeinbringung ist, wie viel Energie der Lichtbogen in jeden Millimeter Naht einbringt. Sie wird in kJ/mm gemessen. Hohe Wärmeeinbringung ergibt langsame Abkühlung: weniger Risiko für harte Zonen, aber grobes Korn und mehr Verzug. Niedrige Wärmeeinbringung ergibt schnelle Abkühlung und ein größeres Rissrisiko. Die Formel und die Wirkungsgrade stehen in EN 1011-1. Nutze den Rechner und halte dich an die Wärmeeinbringung, die deine WPS vorgibt.
Vorwärmen lässt die Naht langsamer abkühlen. Ob du vorwärmen musst und wie stark, steht in der WPS. Das ist keine freie Entscheidung in der Werkstatt.