Sicherung und Steigerung der Korrosionsbeständigkeit hochlegierter Schweißverbindungen

Das Forschungsvorhaben hatte zum Ziel, neben der Optimierung des Schweißprozesses der beiden hochlegierten austenitischen Stähle X5CrNiMo17 12 2 (1.4404) und X1NiCrMoCuN25 20 5 1.4539), eine auf den Schweißprozess abgestimmte Nachsorge zu optimieren. Das heißt, dass die Zusammenhänge zwischen der jeweiligen Schweißtechnologie und der Oberflächennachbehandlung in ihrer Vielschichtigkeit grundlegend untersucht werden sollen. Es konnte anhand von systematischen schweißtechnischen und werkstofftechnischen Untersuchungen gezeigt werden, dass auch nach einer umfassenden Optimierung des Schweißprozesses das Schweißen für den Werkstoff eine erhebliche Beeinflussung darstellt. Es kommt zu Gefügeveränderungen, zur Erhöhung der Eigenspannungen und zur Ausbildung von Anlaufschichten. Diese durch das Schweißen bedingten Effekte üben allesamt einen großen Einfluss auf das Korrosionsverhalten aus. Weder durch die Optimierung der Schweißparameter (z. B. Streckenenergie) noch durch die Wahl der Art des zu verwendenen Schutz- bzw. Wurzelschutzgases kann die Ausbildung der Anlaufschichten und eine daraus resultierende Veränderung der Korrosionsbeständigkeit verhindert werden. Das Korrosionsverhalten lässt sich jedoch positiv z.B. durch die Art des Schutzgases bei Einhaltung der optimierten Schweißparameter beeinflussen. Eine dem Werkstoff entsprechende Nachsorge der Schweißverbindung ist unabdingbar, da sich Anlaufschichten trotz optimierter Schweißparameter nicht vermeiden lassen. Zudem lassen weder die Färbung noch die Intensität der Anlaufschichten Rückschlüsse auf die Korrosionsbeständigkeit zu. Die Untersuchungen zum Einfluss verschiedener Oberflächenbearbeitungsverfahren zeigten, dass die Korrosionsbeständigkeit maßgeblich durch den Oberflächenzustand beeinflusst wird. Dabei können Rückstände des Bearbeitungswerkzeugs (z. B. Borstenmaterial der CrNi-Stahlbürste) erheblichen Einfluss auf das Korrosionsverhalten ausüben. Eine Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit konnte mit Hilfe des Beizens erzielt werden. Ein gründliches Entfernen der Anlaufschichten und eine Verbesserung des Korrosionsverhaltens kann aber auch durch mechanische Reinigungsmethoden, wie das Trockenschleifen mit Zirkonkorundfächerschleifscheibe oder das Strahlen mit Edelkorund erzielt werden.

Welding of stainless steels is an important joint method for chemical plants and equipments. The formation of oxide layers is possible, caused by the reaction of alloying elements with welding gases or air components. These layers can lead to decreasing of corrosion resistance of stainless steels. The unwanted oxide layers can be removed by grinding, brushing, pickling or shot peening. One part of the work is to investigate the welding parameters to reduce the formation of oxide layers. The other part is to find out a suitable surface treatment to remove these layers without adverse influencing of the surface. The examinations are carried out at two typical stainless steels.