Zerstörungsfreie Prüfung
An austenitischen Edelstahlnähten funktionieren nicht alle Prüfverfahren, die bei Baustahl üblich sind. Magnetpulver scheidet aus, Ultraschall ist nur eingeschränkt brauchbar. Für Oberflächenrisse ist die Farbeindringprüfung das Mittel der Wahl.
| Verfahren | Wofür | Grenzen bei Edelstahl | Norm |
|---|---|---|---|
| Sichtprüfung (VT) | immer, als erste Prüfung | Nahtform, Oberflächenfehler, Anlauffarben | ISO 17637 |
| Farbeindringprüfung (PT) | Oberflächenrisse an allen Werkstoffen | nur Fehler, die zur Oberfläche offen sind | ISO 3452-1 |
| Magnetpulverprüfung (MT) | nur ferritische und martensitische Sorten | austenitische Stähle sind nicht magnetisierbar und damit nicht prüfbar | ISO 17638 |
| Wirbelstromprüfung (ET) | Oberflächenfehler an leitenden Werkstoffen | braucht passende Spulen und Erfahrung | ISO 17643 |
| Durchstrahlungsprüfung (RT) | Poren, Lunker, Einbrandkerben, Bindefehler in Strahlrichtung | flächige Fehler quer zur Strahlrichtung kaum sichtbar, keine Tiefenangabe aus einer Aufnahme | ISO 17636 |
| Ultraschallprüfung (UT) | innere Fehler, auch in der Tiefe | an Edelstahl deutlich eingeschränkt: Kornstruktur des Schweißguts streut den Schall und täuscht Fehler vor; erst ab 6 mm Wanddicke | ISO 17640 |
Nach DVS 0931, Abschnitt 10; Normen auf den heutigen Stand gebracht. Verfahren und Prüfumfang richten sich nach der Beanspruchung des Bauteils und dem jeweiligen Regelwerk. ZfP-Personal muss nach ISO 9712 qualifiziert sein.
Welche Unregelmäßigkeiten zulässig sind, regeln die Bewertungsgruppen nach ISO 5817. Ursachen typischer Fehler: Nahtfehler und Korrosionsschäden.
Was bei Edelstahl zusätzlich geprüft wird
Neben Rissen und Poren entscheiden bei Edelstahl Gefüge und Oberfläche über die Korrosionsbeständigkeit. Dafür gibt es eigene Prüfungen.
| Merkmal | Wie | Norm | Mehr dazu |
|---|---|---|---|
| Ferritgehalt | magnetisch mit Ferritmessgerät, Ergebnis in FN | ISO 8249 | Gefüge, Duplex |
| Restsauerstoff beim Formieren | Restsauerstoffmessgerät nahe der Wurzel | DVS 0937 | Wurzelschutz |
| Anlauffarben | Vergleich mit Farbtafeln oder Musterstücken | nach Vereinbarung | Anlauffarben |
| Beständigkeit gegen Lochkorrosion | kritische Lochkorrosionstemperatur (CPT) im Eisenchloridtest | ASTM G48 | Duplex |
| Beständigkeit gegen interkristalline Korrosion | Kornzerfallsprüfung | ISO 3651-2 | Grundlagen |
| Zwischenlagentemperatur | Kontaktthermometer oder Temperaturmessstift | ISO 13916 | Wärmeführung |
Welche dieser Prüfungen nötig sind, legen Auftrag, Regelwerk oder Schweißanweisung fest.
Qualitätssicherung
Die Qualitätsanforderungen an das Schmelzschweißen regelt ISO 3834, die Aufgaben der Schweißaufsicht ISO 14731.
- Schweißanweisung (WPS) nach ISO 15609-1, qualifiziert durch eine Verfahrensprüfung nach ISO 15614-1. Auch das Formierverfahren gehört hinein.
- Schweißerprüfung nach ISO 9606-1.
- Zugelassene Draht-Gas-Kombination bei abnahmepflichtigen Schweißungen; im bauaufsichtlichen Bereich nur zugelassene Zusätze und Hilfsstoffe.
- Werkstoffnachweise: Für die Zusatzwahl und das Schaeffler-Diagramm sind Abnahmeprüfzeugnisse 3.1 nach EN 10204 die beste Grundlage.
Arbeitsschutz beim Schweißen
Beim Schweißen von Edelstahl gelten die allgemeinen Regeln, dazu kommen drei Besonderheiten: chrom- und nickelhaltiger Rauch, stark reflektierende Oberflächen und der Umgang mit Formiergas und Beizsäure.
Schweißrauch
Der Rauch enthält neben Eisen auch Chrom, Nickel und Mangan und deren Verbindungen, darunter krebserzeugende Chrom(VI)-Verbindungen. Er ist möglichst direkt an der Entstehungsstelle abzusaugen; die Grenzwerte nach TRGS 900 sind einzuhalten. Maßgeblich sind die TRGS 528 „Schweißtechnische Arbeiten“ und ISO 15011.
Strahlung
Für den MAG-Lichtbogen sind Schutzfilter mindestens der Schutzstufe 11 vorzusehen. Edelstahloberflächen reflektieren die UV-Strahlung besonders stark, sodass auch Körperstellen im scheinbaren Schatten betroffen sein können. Zusätzliche Schutzkleidung, Trennwände oder Vorhänge schützen Schweißer und Umstehende.
Reinigungsmittel
Keine chlorierten Lösemittel wie Per oder Tri: Unter der UV-Strahlung des Lichtbogens entsteht daraus das hochgiftige Phosgen. Zum Entfetten eignet sich Aceton.
Formiergas und Beizsäure
Zwei Gefahren sind typisch für die Edelstahlverarbeitung: Ersticken und Explosion beim Formieren sowie Verätzung beim Beizen.
- Ersticken: Wurzelschutzgase sind geruch-, farb- und geschmacklos. In engen Räumen und großen gespülten Behältern droht Sauerstoffmangel ohne Vorwarnung. Behälter langsam belüften, Abgas ins Freie leiten.
- Zündfähige Gemische: Wasserstoffhaltige Gase über etwa 5,5 % H₂ (Formiergas) bzw. 4,2 % H₂ (Argon-Wasserstoff) können mit Luft zünden. Vorher und nachher mit Stickstoff oder Argon spülen, nicht abfackeln. Einzelheiten unter Wurzelschutz und Formieren.
- Beizsäure: Beizmittel enthalten meist Salpeter- und Flusssäure. Nur geschultes Personal mit Schutzkleidung, Schutzbrille, gegebenenfalls Atemschutz und arbeitsmedizinischer Vorsorge. Spülwasser nicht ungeklärt ableiten, Beizschlamm ist Sonderabfall. Mehr unter Anlauffarben, Beizen, Passivieren.
- Schleifstaub nach der Arbeit gleich entfernen.
Häufige Fragen
Kann ich Edelstahlnähte mit Magnetpulver prüfen?
Austenitische Nähte nicht, sie sind nicht magnetisierbar. Für Oberflächenrisse nimmt man die Farbeindringprüfung. Bei ferritischen und Duplexstählen ist Magnetpulver möglich, wird aber durch das Zweiphasengefüge bei Duplex selten eingesetzt.
Warum ist Ultraschall bei Edelstahl schwierig?
Das grobe, gerichtete Gefüge des austenitischen Schweißguts streut und reflektiert den Schall. Das täuscht Fehler vor und erschwert die Auswertung.
Ist Schweißrauch von Edelstahl gefährlicher als von Baustahl?
Ja, wegen der Chrom- und Nickelverbindungen. Deshalb ist die Absaugung direkt an der Entstehungsstelle besonders wichtig.
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
- Nahtfehler und Korrosionsschäden
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“.