Mindestvorwärmtemperatur Tp

nach EN 1011-2, Anhang C.3 (Methode B)

Eingabe

Anteile der Legierungselemente in Massenprozent.

%
%
%
%
%
%
ml/100 g
mm
kJ/mm

Ergebnis

Mindestvorwärmtemperatur
61 °C

Gilt zugleich als Mindest-Zwischenlagentemperatur — die Naht darf während des Schweißens nicht darunter fallen.

Berechnetes Kohlenstoffäquivalent CET
0,280 %
Blechdicke
30,00 mm
Wasserstoffgehalt HD
HD 5,00
Wärmeeinbringen
1,50 kJ/mm

Bei einlagigen Kehlnähten liegen die Eigenspannungen niedriger; die Norm nennt rund 60 °C weniger, hier also etwa 1 °C. Ob davon Gebrauch gemacht wird, entscheidet der Hersteller.

Woraus sich der Wert zusammensetzt
Kohlenstoffäquivalent 195,2 °C
Blechdicke 111,2 °C
Wasserstoffgehalt 108,9 °C
Wärmeeinbringen -25,7 °C
Absolutglied −328,0 °C
Summe 61,5 °C

Rechnerische Zerlegung der Gleichung C.8. Nicht zu verwechseln mit den Teilgleichungen C.3 bis C.6, die eigene Absolutglieder tragen.

Verfahren

Der Rechner bestimmt die Mindestvorwärmtemperatur zur Vermeidung wasserstoffunterstützter Kaltrisse nach Methode B der EN 1011-2. Vier Einflüsse gehen ein: die Zusammensetzung des Grundwerkstoffs über das Kohlenstoffäquivalent, die Blechdicke, der Wasserstoffgehalt des Schweißguts und das Wärmeeinbringen. Höhere Legierung, dickeres Blech und mehr Wasserstoff erhöhen die nötige Vorwärmung, mehr Wärmeeinbringen senkt sie.

Tp = 697 · CET + 160 · tanh(d / 35) + 62 · HD0,35 + (53 · CET − 32) · Q − 328

Gleichung C.8, Temperaturen in °C, d in mm, HD in ml/100 g, Q in kJ/mm.

CET = C + (Mn + Mo) / 10 + (Cr + Cu) / 20 + Ni / 40

Gleichung C.2, Anteile in Massenprozent.

Geltungsbereich

Die Norm weist die Gleichung nur innerhalb dieser Grenzen aus. Außerhalb rechnet dieser Rechner bewusst nicht weiter.

Streckgrenze des Grundwerkstoffs ≤ 1000 N/mm²
CET 0,20 – 0,50 %
d 10 – 90 mm
HD 1 – 20 ml/100 g
Q 0,5 – 4,0 kJ/mm

Zusätzlich gilt sie nur für Stähle innerhalb der Konzentrationsbereiche, die bei den Eingabefeldern genannt sind.

Silicium (max. 0,8 %), Niob (0,06 %), Titan (0,12 %), Vanadium (0,18 %) und Bor (0,005 %) gehen nicht in das Kohlenstoffäquivalent ein, begrenzen aber ebenfalls die Gültigkeit.

Hinweise für die Anwendung

Kehlnähte. Einlagige Kehlnähte haben geringere Eigenspannungen als Stumpfnähte; die für Stumpfnähte ermittelte Temperatur kann für sie um etwa 60 °C zu hoch liegen. Für mehrlagige Kehlnähte gilt das nicht — dort herrschen ähnliche Spannungen wie bei Stumpfnähten.

Ungleiche Blechdicken. Maßgeblich ist die dickere der beiden Platten.

Kohlenstoffäquivalent des Schweißguts. Die Rechnung setzt voraus, dass der CET des Grundwerkstoffs den des Schweißguts um mindestens 0,03 % übersteigt. Andernfalls ist mit dem CET des Schweißguts zuzüglich 0,03 % zu rechnen.

Wasserstoffgehalt. HD ist der diffusible Wasserstoff im Schweißgut in ml je 100 g, bestimmt nach ISO 3690. Der alte Rechner verwies hier auf DIN 8572; diese Norm ist zurückgezogen.

Was sich gegenüber dem bisherigen Rechner geändert hat
  • Ergebnisse, die keine Vorwärmung erfordern, werden als solche benannt. Bisher erschien eine negative Temperatur — auf den Voreinstellungen der alten Seite etwa „−45 °C".
  • Gerechnet wird mit den Konstanten der Norm (697 und 328) statt mit gerundeten (700 und 330). Die Ergebnisse liegen dadurch 0,5 bis 1,4 °C höher.
  • Das Wärmeeinbringen wird ab 0,5 kJ/mm angenommen; bisher erst ab 1,0. Die Norm nennt 0,5 bis 4,0.
  • Der CET-Bereich ist 0,20 bis 0,50 statt 0,18 bis 0,45 — so, wie die Norm ihn angibt.
  • Ergibt die Analyse ein CET außerhalb des Geltungsbereichs, wird das gemeldet, auch wenn jeder Einzelwert für sich zulässig ist.
  • Fehlerhafte Eingaben werden je Feld benannt; leere Felder brechen die Seite nicht mehr ab.

EN 1011-2:2001+A1:2003, Anhang C.3 · CET nach Gleichung C.2 · Wasserstoffgehalt nach ISO 3690