Häufige Probleme nach dem Schweißen überhitzter Materialien sind interkristalline Risse, Sprödbruch der Verbindung, weitere Verschlechterung der Wärmeeinflusszone (HAZ) und die Unfähigkeit, den Schaden durch Schweißen zu reparieren. Da im Material bereits irreversible Schäden vorliegen, führt das Schweißen nicht nur nicht zur Wiederherstellung der Leistung, sondern erhöht auch das Risiko eines Ausfalls.
1. Intergranulare Risse (das typischste Problem) Überhitzung führt durch Oxidation zur Bildung eines kontinuierlichen spröden Netzwerks an den Korngrenzen. Schweißspannungen können nicht gelöst werden und Risse breiten sich schnell entlang der Korngrenzen aus. Dies geschieht häufig in der Nähe der Schweißnaht oder in der HAZ und kann während des Abkühlens auftreten, ohne dass externe Lasten erforderlich sind.
Beispiel: Bei H13-Stahl traten nach dem WIG-Schweißen und Abkühlen sofort sichtbare interkristalline Risse an der Schweißnahtkante auf.
2. Sprödbruch der Verbindung Der Schweißverbindungsbereich weist eine äußerst geringe Plastizität und nahezu keine Verformungsfähigkeit auf. Unter leichten Temperaturwechseln oder Druck während des Betriebs bricht es plötzlich. Die Bruchoberfläche weist eine „steinartige“ Charakteristik auf: gräulich-weiß, körnig und ohne metallischen Glanz, ein typisches Zeichen für intergranulares Versagen.
Risiken: Brüche treten ohne Vorwarnung auf und können zum Bruch der Form, zu Geräteschäden oder sogar zu Sicherheitsunfällen führen.
3. Weitere Verschlechterung der Hitzeeinflusszone (HAZ): Hohe Schweißtemperaturen führen zur Ansammlung von Korngrenzenhohlräumen und zu einer Intensivierung der Oxidation im überhitzten Bereich, mit der Möglichkeit eines lokalen Mikroschmelzens. Die ohnehin fragile Mikrostruktur zersetzt sich bei Temperaturwechsel schnell und bildet neue Rissbildungsstellen.
Die Inspektion ergab: Die metallografische Analyse nach dem Schweißen zeigte eine stärkere Schädigung der Korngrenzen in der HAZ als vor dem Schweißen, wobei Karbide in einem Netzwerkmuster ausfielen.
4. Schweißen hat keinen praktischen Reparaturwert: Schweißen kann nur Oberflächendefekte füllen und die innere Bindungsstärke der Matrix nicht wiederherstellen. Selbst wenn das Aussehen gut ist, bleiben die Ermüdungslebensdauer und die Tragfähigkeit nahe Null, im Wesentlichen ein Fall von „Form existiert, aber der Geist geht verloren.“
Technischer Konsens: Das Schweißen überhitzter Materialien ist eine ineffektive Reparatur, die hohe Kosten verursacht und keine zuverlässige Rendite liefert.
5. Gefahr von Werkzeug- und Geräteschäden: Der Versuch, die Schweißstelle nachträglich zu bearbeiten (z. B. Schleifen oder Fräsen), kann leicht zu Werkzeugausbrüchen und Bohrerbrüchen führen; Ungleichmäßige Materialhärten (Koexistenz von weichen Bereichen und harten Oxiden) verstärken den Werkzeugverschleiß.
