Zwei Arten von Schäden
An Edelstahlnähten gibt es zwei Gruppen von Schäden: Fehler, die beim Schweißen entstehen, und Korrosion, die sich erst im Betrieb zeigt. Viele Korrosionsschäden haben ihre Ursache aber schon in der Fertigung.
Typische Beispiele sind Anlauffarben, die nicht entfernt wurden, Eisenabrieb von falschen Werkzeugen oder ein Spalt in einer nicht durchgeschweißten Naht. Die Tabellen nennen Ursache und Abhilfe und verweisen auf die Fachseiten dieser Reihe.
Fehler beim Schweißen
Die häufigsten Nahtfehler bei nichtrostenden Stählen und was dagegen hilft.
| Fehler | Ursache | Abhilfe |
|---|---|---|
| Heißrisse (Erstarrungsrisse) in der Nahtmitte | Schweißgut erstarrt ohne Ferrit, etwa bei vollaustenitischen Sorten; zu viel Wärme | Zusatz mit etwas Ferrit, wenig Wärme, Strichraupen; Gefüge |
| Endkraterrisse | Schmelzbad am Nahtende erstarrt zuletzt und reißt | Krater füllen; bei Vollausteniten Heftstellen und Nahtenden beschleifen |
| Risse in Mischverbindungen | zu viel Aufmischung mit Baustahl, Martensit im Schweißgut | überlegierter Zusatz wie 309L; Mischverbindungen |
| Risse an Heftstellen bei Duplex | schnelle Abkühlung, sehr ferritisches Schweißgut | mit Zusatz heften, gegebenenfalls vorwärmen; Heften |
| Bindefehler | zähflüssiges Schmelzbad, zu enger Fugenwinkel, Schmelzbad läuft vor | Fugenwinkel bei Duplex 70 bis 80°, Brennerführung anpassen; Nahtvorbereitung |
| Poren | gestörter Gasschutz, feuchte Schläuche, zu viel Stickstoff, Wasserstoff im Lichtbogen | Gasschutz prüfen, Stickstoff begrenzen; Schutzgase |
| Wurzelrückfall, ausgeblasene Wurzel | Formiergas entweicht nur durch den Spalt, Überdruck zu hoch | eigene Gasaustrittsöffnung, nur leichter Überdruck; Wurzelschutz |
| Zu großer Wurzeldurchhang | zu viel Wärme oder zu großer Spalt in der Wurzel | vermeiden wegen der Kerbwirkung; vor einer Gegenlage die Wurzel ausschleifen |
| Zündstellen neben der Naht | Lichtbogen auf dem Blech gezündet | nur in der Fuge zünden; Zündstellen können Risse auslösen und rosten |
| Oxidierte, „verbrannte“ Wurzel | kein oder schlechter Wurzelschutz | formieren, Restsauerstoff messen; Wurzelschutz |
| Starke Anlauffarben | zu viel Wärme, schlechter Gasschutz, Feuchtigkeit | Anlauffarben vermeiden und entfernen |
| Verzug | hohe Wärmedehnung, schlechte Wärmeleitung | wenig Wärme, eng heften, Vorrichtungen; Wärmeführung |
Nach DVS 0931, DVS 0937, DVS 0946 und ISER-Merkblatt 823. Welche Unregelmäßigkeiten in welchem Maß zulässig sind, regelt ISO 5817 mit ihren Bewertungsgruppen.
Korrosionsschäden an Schweißnähten
Edelstahl rostet, wenn die Passivschicht örtlich zerstört ist und sich nicht erneuern kann. An Schweißnähten sind die Ursachen meist bekannt und vermeidbar.
| Korrosionsart | Erscheinungsbild | Ursache | Abhilfe |
|---|---|---|---|
| Lochkorrosion | kleine, tiefe Grübchen | Chloride, besonders bei erhöhter Temperatur; Ablagerungen wie Fremdrost, Schlacke, Anlauffarben | Molybdänhaltige Sorte oder höhere Wirksumme; Naht sauber nachbehandeln |
| Spaltkorrosion | Angriff in engen Spalten, unter Scheiben, in stehenden Medien | In Spalten fehlt Sauerstoff, die Passivschicht kann sich nicht erneuern | Spalte konstruktiv vermeiden, Nähte durchschweißen; Molybdän hilft |
| Interkristalline Korrosion | Kornzerfall neben der Naht in der Wärmeeinflusszone | Chromkarbide an den Korngrenzen; Stähle über 0,03 % C bei dickeren Wänden, Kohlenstoff aus CO₂-reichem Gas | L-Güten oder stabilisierte Stähle; MAG-Gas mit wenig CO₂ |
| Spannungsrisskorrosion | feine, verästelte Risse quer durch die Körner | Chloride, erhöhte Temperatur und Zugspannung zusammen; Austenite mit 8 bis 12 % Ni am empfindlichsten | Duplex oder höher nickelhaltige Sorte; Schleifspannungen vermeiden, beizen |
| Fremdrost | Rostflecken auf der Oberfläche, oft nach wenigen Tagen | Eisenpartikel von Werkzeugen oder Funkenflug aus der Baustahlbearbeitung | getrennte Werkzeuge; Rost entfernen und beizen |
| Bimetallkorrosion | Angriff am weniger edlen Partner einer Verbindung | Kontakt mit Baustahl oder Aluminium in einem Elektrolyten | isolieren, Flächenverhältnis beachten; Mischverbindungen |
Nach ISER-Merkblatt 823 (2019) und DVS 0937. Hinweise zur Werkstoffauswahl nach Korrosionsbelastung stehen unter Was Edelstahl nichtrostend macht.
Rost an der Naht: die üblichen Verdächtigen
Zeigt sich kurz nach der Fertigung Rost an oder neben einer Edelstahlnaht, liegt es selten am Werkstoff. Meist ist es eine der folgenden Ursachen.
- Anlauffarben nicht entfernt: In der chromverarmten Zone darunter beginnt der Angriff, oft als rotbrauner Saum entlang der Naht.
- Fremdrost: Eisenabrieb von Bürsten, Scheiben oder Spannmitteln, die auch an Baustahl waren, oder Schleiffunken aus der Nachbarschaft.
- Schlacke und Spritzer nicht entfernt, besonders nach E-Hand und Fülldraht.
- Falscher Zusatz oder zu viel Aufmischung, etwa Baustahldraht an Edelstahl oder 308L an einem molybdänhaltigen Stahl.
- Spalt, etwa eine nicht durchgeschweißte Wurzel oder einseitige Kehlnaht, in dem sich Feuchtigkeit sammelt.
Prüfen und bewerten
Die Sichtprüfung ist immer der erste Schritt. Für Oberflächenrisse an Austeniten eignet sich die Farbeindringprüfung, die Magnetpulverprüfung dagegen nicht, weil Austenit nicht magnetisierbar ist.
Die Prüfverfahren im Überblick: Prüfung und Arbeitsschutz.
Häufige Fragen
Warum rostet meine V2A-Naht?
Meist wegen Anlauffarben, Fremdrost oder Schlacke, die nicht entfernt wurden. Bei chloridhaltiger Umgebung kann auch 1.4301 selbst an seine Grenze kommen; dann ist eine molybdänhaltige Sorte wie 1.4404 die bessere Wahl.
Woran erkenne ich Heißrisse?
Meist als Längsriss in der Nahtmitte oder im Endkrater, oft schon mit bloßem Auge oder bei der Farbeindringprüfung sichtbar. Typisch sind sie bei vollaustenitischem Schweißgut.
Woher kommen Poren bei Edelstahl?
Meist aus gestörtem Gasschutz oder Feuchtigkeit im Gas. Bei Duplex und Superduplex auch aus zu viel Stickstoff im Schweißgut.
Weiterlesen: Fachbeiträge zum Schweißen nichtrostender Stähle
Die Reihe vom Werkstoff über Verfahren, Gas und Nahtschutz bis zur geprüften Naht. Den Überblick gibt die Seite Schweißen nichtrostender Stähle.
- Was Edelstahl nichtrostend macht
- Gefüge, Deltaferrit und Heißrisse
- Den Schweißzusatz wählen
- Verfahren im Überblick
- Schutzgase
- Wärmeeinbringung und Zwischenlagentemperatur
- Nahtvorbereitung und Heften
- Wurzelschutz und Formieren
- Anlauffarben, Beizen, Passivieren
- Duplex und Superduplex
- Edelstahl mit unlegiertem Stahl verbinden
- Prüfung und Arbeitsschutz
Über den Autor
Robert Lahnsteiner, Ing., ist Schweißfachingenieur (SFI/IWE) und Geschäftsführer der MIGAL.CO GmbH. Nach seiner Ausbildung in Nachrichtentechnik und Elektronik an der HTL Braunau arbeitete er ab 1983 achtzehn Jahre bei Fronius in der Schweißtechnik. Seit 2001 führt er MIGAL.CO, den Hersteller von Aluminium-Schweißdraht in Landau an der Isar, gemeinsam mit Martin Erl. Seine Schwerpunkte sind Aluminium-Schweißzusätze, Drahtfertigung und Drahtförderung sowie die Überwachung von Schweißprozessen. Im DVS arbeitet er seit rund 30 Jahren im Fachausschuss FA03 „Lichtbogenschweißen“ mit und ist Obmann der Arbeitsgruppe 2.4.4 „MIG-Schweißen von Aluminium“.