DVS 0925-2000 MAG welding of thick sheets.pdf

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1、DVS, Ausschu fr Technik, Arbeitsgruppe Lichtbogenschweien“Bezug: Verlag fr Schweien und verwandte Verfahren DVS-Verlag GmbH, Postfach 10 19 65, 40010 Dsseldorf, Telefon (02 11) 15 91- 0, Telefax (02 11) 15 91- 150Bearbeiter: OsenbergFile: 0925.fmErstellt am: 28.09.2000Zuletzt gendert am: 05.10.2000N

2、achdruck und Kopie,auch auszugsweise,nur mit Genehmigung des HerausgebersDVSDiese Verffentlichung wurde von einer Gruppe erfahrener Fachleute in ehrenamtlicher Gemeinschaftsarbeit erstellt und wird als eine wichtige Erkenntnisquelle zurBeachtung empfohlen. Der Anwender mu jeweils prfen, wie weit der

3、 Inhalt auf seinen speziellen Fall anwendbar und ob die ihm vorliegende Fassung noch gltig ist.Eine Haftung des DVS und derjenigen, die an der Ausarbeitung beteiligt waren, ist ausgeschlossen.DVS DEUTSCHER VERBANDFR SCHWEISSEN UNDVERWANDTE VERFAHREN E.V.MAG-Schweien dicker BlecheMerkblattDVS 0925(De

4、zember 2000)Inhalt: 1 Geltungsbereich 2 Werkstoffe 2.1 Grundwerkstoffe 2.2 Schweizustze2.3 Schutzgase 3 Schutzgasschweianlagen 3.1 Schweistromquellen 3.2 Drahtvorschubgert 3.3 Schweibrenner (Lichtbogenbrenner)3.4 Wartung4 Fugenvorbereitung4.1 Stumpfnhte4.2 Kehlnhte5 Arbeitstechnik 5.1 Vorwrmen 5.2 H

5、eften 5.3 Schweien5.3.1 Schweipositionen 5.3.2 Schweiparameter (Richtwerte)5.3.3 Schweien der Wurzellage5.3.4 Schweien der Fll- und Decklagen 5.3.5 Schweien von T-Sten 6 Mechanisiertes Schweien 6.1 Einseitenschweiung mit Badsicherung 7 Gtesicherung 7.1 Gteanforderungen 7.2 Zerstrungsfreie Prfung 8 A

6、nforderungen an das schweitechnische Personal 9 Arbeitsschutz10 Schrifttum1 Geltungsbereich Das Merkblatt gibt Verarbeitungshinweise fr das MAG-Schwei-en dicker Bleche aus unlegierten und niedriglegierten Bausth-len mit Blechdicken in einem Bereich von 30 bis ca. 200 mm.2 Werkstoffe 2.1 Grundwerksto

7、ffe Alle gut schweigeeigneten un- und niedriglegierten Sthle kn-nen als Grundwerkstoffe Anwendung finden, so zum Beispiel: Bausthle DIN EN 10025 Warmfeste Druckbehltersthle DIN EN 10028-2 Feinkorn-Druckbehltersthle DIN EN 10028-3 Thermomechanisch gewalzte Bausthle DIN EN 10028-5 Vergtete Feinkornbau

8、sthle DIN EN 10028-6 Feinkornbausthle DIN EN 10113-2 Bausthle mit hherer Streckgrenze DIN EN 10137-3 Stahlgu DIN EN 10213-2Die in Abschnitt 5 beschriebenen Arbeitstechniken haben in derRegel auch Gltigkeit fr hnliche Werkstoffe. Fr einengendeBedingungen sind die Schweiempfehlungen der Stahlherstelle

9、r,vorliegende Regelwerke oder Richtlinien zu beachten wie zumBeispiel fr die Wrmefhrung bei Feinkornbausthlen SEW 088und Merkblatt DVS 0916 oder die VdTV-Werkstoffbltter.2.2 SchweizustzeDie Schweizustze sind auf die Grundwerkstoffe abzustimmen,Tabelle 1.Bei Sthlen mit hherer Streckgrenze sollte die

10、Wurzel mit Draht-elektroden, deren Streckgrenze eine Stufe niedriger liegt, ge-schweit werden.Kehlnhte an Sthlen mit erhhter Streckgrenze sollten bei einerKehlnahtdicke, die den statischen Erfordernissen entspricht,ebenfalls mit Drahtelektroden, deren Streckgrenze eine Stufeniedriger liegt, geschwei

11、t werden.Fr das Schweien von Feinkornbausthlen ist die werkstoffab-hngige Zuordnung geeigneter Massiv- und Flldrahtelektrodennach den Tabellen 2a und 2b von Merkblatt DVS 0916 vorzuneh-men.2.3 Schutzgase Fr das Schweien dickerer Bleche sind Schutzgase mit hhe-rem CO2-Gehalt 18 % CO2bis hin zu C1 zu

12、empfehlen.Obige Gase sind auch fr den Einsatz von Flldrahtelektrodengeeignet, wobei die Herstellerempfehlungen zu beachten sind.Der Einflu der Gase auf Einbrand, Porenbildung, Spritzerbildung, Schlackebildung ist zu beachten, siehe Merkblatt DVS 0908.Folgende gasabhngige Tendenzen sind bei Massivdra

13、ht- undMetallpulver-Flldrahtelektroden zu beachten:Mit zunehmendem CO2-Gehalt steigt der Wrmeeintrag in das Grundmaterial, der Einbrandwird breiter, wird die Sicherheit gegen Porenbildung grer, steigt der Oxidationsgrad, die Schlackebildung nimmt zu, steigt der Spritzerauswurf. O2-haltige Schutzgase

14、 sollten auf ihre Eignung vor dem Einsatzgeprft werden.3 Schutzgasschweianlagen Allgemeine Angaben zur Auswahl von MAG-Schweianlagensiehe Merkblatt DVS 0924 und 0926. Spezielle Hinweise berAnforderungen an MAG-Anlagen fr die Schweiung dicker Ble-che werden nachfolgend beschrieben. 3.1 Schweistromque

15、llen Je nach Einsatzgebiet kommen drei unterschiedliche Arten vonStromquellen in Frage: Ersetzt Ausgabe Februar 1986B974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FA2DEF1929BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2016-11Seite 2 zu DVS 0925a) Konventionelle Konstantsp

16、annungsstromquellen mit Stufen-schaltung oder stufenlos thyristorisiert, mit einer Leistung vonmindestens 400 A bei 100 % ED: Diese Stromquellen sind frdie Dickblechschweiung von Hand und auch vollmechani-siert im Leistungsbereich bis 400 A geeignet. Die Stromquel-len sollten mit Megerten fr Schweis

17、trom und -spannungausgerstet sein. Thyristorgesteuerte Anlagen haben nichtnur den Vorteil, da sich die Spannung stufenlos einstellenlt, sondern da die Schweiparameter auch am Drahtvor-schubgert eingestellt werden knnen (vorteilhaft bei langenZwischenschlauchpaketen).b) Elektronische Stromquellen mit

18、 einer Leistung von minde-stens 400 A bei 100 % ED: Diese Stromquellen sind vorteilhaft fr die vollmechanischeoder automatische Schweiung, da sich die Schweiparame-ter reproduzierbar und programmierbar abrufen lassen. Sieknnen mit einer Schnittstelle fr die Schweiparameterauf-zeichnung ausgerstet we

19、rden. Weiterhin ist dieser Strom-quellentyp zweckmig, wenn die Anlage nicht nur fr dieDickblechschweiung, sondern universell in der Werkstatt ein-gesetzt werden soll. c) MAG-Stromquellen fr das Hochleistungsschweien (Merk-blatt DVS 0909-1): Die Stromquellen sollten bei einem teilmechanischen Einsatz

20、fr einen Schweistrom von mind. 400 bis 450 A bei 60 %ED bei Lichtbogenspannungen zwischen 45 bis 50 V ausge-legt sein. Dies entspricht Drahtvorschubwerten von 20 bis25 m/min (Draht- 1,2 mm), die vom Schweier, abhngigvon der Schweiaufgabe, bei manueller Brennerfhrung nochkontrolliert werden knnen. Fr

21、 den vollmechanischen Betriebmit hheren Drahtvorschben empfiehlt sich eine Hochlei-stungsstromquelle mit Strmen von 500 bis 600 A (60 % ED)und Lichtbogenspannungen von 50 bis 60 V.Wichtig bei Hochleistungsstromquellen sind Schweipro-gramme, die es erlauben, den Schweiproze mit geringererLeistung (Dr

22、ahtvorschub) zu starten (Vermeidung von Binde-fehlern) und zu beenden (Endkraterfllung). 3.2 Drahtvorschubgerte Die Drahtvorschubeinrichtung mu eine przise, kontinuierlicheDrahtfrderung gewhrleisten. Im Hinblick auf die dickerenDrahtelektroden mu die Leistung des Frderrollenmotors ent-sprechend hoch

23、 ausgelegt sein ( 100 W). Fr die Schweiungmit konventionellen Stromquellen knnen Zweirollenantriebeausreichend sein. Schweianlagen mit elektronischen Strom-quellen sind in der Regel mit Vierrollenantrieben ausgestattet.Die Schweianlage fr das Hochleistungsschweien verfgt inder Regel ber einen tachog

24、eregelten Vierrollenantrieb mit ent-sprechend hohem Drehmoment, welcher einen stabilen Draht-vorschub bis 30 m/min garantieren mu. Dickere und formge-schlossene Flldrhte sollten ausschlielich mit Vierrollenantrie-ben gefrdert werden. 3.3 Schweibrenner (Lichtbogenbrenner)Fr das MAG-Schweien dicker Bl

25、eche sollen nur wassergekhl-te Brenner verwendet werden. Je besser die Khlung des Bren-ners ist, um so geringer ist der Verschlei bei den Gasdsen undden Stromkontaktrohren. Fr das vollmechanische oder automa-tische Schweien sollten Maschinenbrenner verwendet werden.Fr das Hochleistungsschweien mssen

26、 Sonderbrenner mit be-sonders intensiver Khlung zur Verfgung stehen. 3.4 WartungIm Hinblick auf die hohe Belastung sollten die Schutzgas-schweianlagen turnusgem berprft und gewartet werden,wobei eine Dokumentation sinnvoll ist. Das Drahtvorschubsy-stem bedarf einer stndigen Kontrolle durch den Schwe

27、ier.Stromkontaktrohre mssen beim Schweien im oberen Lei-stungsbereich hufiger gewechselt werden. Die Gasdse ist vomSchweier kontinuierlich zu reinigen und bei Bedarf zu erneuern. 4 Fugenvorbereitung4.1 StumpfnhteDamit beim Schweien der ersten Lagen an dicken Blechen derSchweibrenner in der Schweifug

28、e gefhrt werden kann, mudiese ausreichend breit sein. Bei den fr V- und X-Nhte bli-chen ffnungswinkeln von 50 oder 60 wre das zwar gegeben,jedoch entsteht hierdurch ein sehr groes Schweivolumen mitungnstigen Auswirkungen auf die Wirtschaftlichkeit und auf denVerzug. Es mu daher eine Optimierung der

29、Schweifuge bezglichSchweisicherheit und Wirtschaftlichkeit vorgenommen werden.Bild 1 zeigt drei unterschiedliche Fugenformen. Fuge 1 ist einekonventionelle DHV-Nahtvorbereitung mit 50 ffnungswinkel.Die Schweifuge ist auch fr Maschinenbrenner gut zugnglich. Auch die Fugen 2 und 3 haben eine ausreiche

30、nde Zugnglichkeitfr den Brenner. Sie bringen jedoch gegenber der Fuge 1 eineEinsparung beim Schweinahtvolumen von 20 %. Die Fuge 3 hat gegenber der Fuge 2 den Vorteil, da sie ein-fach durch Brennschneiden hergestellt werden kann. Dafr wer-den bei dieser Nahtvorbereitung an den Zusammenbau hhereAnfor

31、derungen gestellt. Durch das Schweien auf Keramik-Badabsttzung kann auf dasAusfugen der Wurzel verzichtet werden, es reicht ein leichtesberschleifen.Vor dem Gegenschweien ist eine Farbeindringprfung der Wur-zel zu empfehlen, da Reparaturen in der Nahtmitte nach demFllen der Fuge besonders aufwendig

32、sind. Bei zu geringem Flankenwinkel ( 16 mm sind zu vermeiden. Die Schweinaht sollte so gestaltet werden, da ein mglichstgeringes Nahtvolumen (versenkte Kehlnaht) entsteht. Dadurchwerden bei hherer Wirtschaftlichkeit die Eigenspannungen er-heblich vermindert, wie Bild 2 beispielhaft zeigt. Bezglich

33、derGefahr von Terrassenbrchen bei dicken Blechen sind die Emp-fehlungen der DASt-Richtlinie 014 zu beachten. Bild 2. Einflu der Nahtart auf die Winkelschrumpfung.Fr strkere T-Schweiverbindungen sind daher HV-, Doppel-HV- oder HU- und Doppel-HU-Fugenformen anzuwenden, wiesie in Abschnitt 5.3.4 auch b

34、ezglich der Arbeitstechnik beschrie-ben werden. 5 Arbeitstechnik Fr das MAG-Schweien dicker Bleche wird an allen Stahlwerk-stoffen weitestgehend die Strichraupentechnik angewendet. Aus-nahme ist das Schweien in senkrechter Position. 5.1 Vorwrmen Im Hinblick auf die empfohlene Strichraupentechnik ist

35、 die Wr-meeinbringung beim MAG-Schweien vergleichbar mit anderenmanuellen Lichtbogenschweiverfahren, zum Beispiel dem Licht-bogenhandschweien. Nachfolgende Empfehlungen zur Ermittlung der Vorwrmtempe-ratur knnen genutzt werden: Fr den Werkstoff S355J2G3 (St52-3) die Empfehlungen zurWahl der Werkstof

36、ftemperatur beim Lichtbogenschweien vonStahlbauten, siehe SEW 088. Fr Feinkornsthle die Empfehlungen nach SEW 088 fr Ver-bindungs- und Heftschweiungen. Im SEW 088 wird der Wasserstoffgehalt, welcher durch denSchweizusatz in das Schweigut eingebracht wird, bei derFestlegung der Vorwrmtemperatur berck

37、sichtigt. Die Empfeh-lungen im SEW 088 knnen auf alle in Abschnitt 2 angefhrtenWerkstoffe angewandt werden. Bei der Festlegung der Vorwrmtemperatur sollten auch die Ei-genspannungen und die Art der Wrmeableitung einer Schwei-naht bercksichtigt werden. Die Eigenspannung ist bei dickenBlechen zumindes

38、t als mittelgro“ zu betrachten, und dieses istin der Berechnung der Vorwrmtemperatur gem SEW 088 be-rcksichtigt. Bei hohen Eigenspannungen sollte die berechneteVorwrmtemperatur um 25 C angehoben werden. Heftnhte andicken Blechen haben grundstzlich hohe Eigenspannungen,und daher ist auch hier die ber

39、echnete Vorwrmtemperatur um25 C anzuheben. Werden T-Ste geschweit, so fliet die Wrme nicht nur wiebei Stumpfsten in zwei, sondern in drei Richtungen ab. Auchbei T-Sten an dicken Blechen sollte die Vorwrmtemperaturum 20 bis 25 C angehoben werden. Vorteilhaft ist, da beim MAG-Schweien mit Massivdrhten

40、 undnahtlosen Flldrahtelektroden gegenber schlackefhrendenSchweiverfahren immer ein besonders niedriger H2-Gehalt von500N/mm) EN 12534 EN 12535warmfeste EN 12070 EN 12071nichtrostende und hitzebestndige EN 12072 EN 12073Schutzgase EN 439B974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD

41、15BE74F0686BD19CFC1FA2DEF1929BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2016-11Seite 6 zu DVS 0925Tabelle 2. Richtwerte fr das MAG-Schweien dicker Bleche mit Massivdrahtelektroden.1) Kontaktrohrabstand fr Kurzlichtbogen 15 mmSprhlichtbogen 20 mmHochleistungslichtbogen 25 . 30 mm2) Bei M 23 etwa 2 V gerin

42、gere Spannungswerte als bei M 21Tabelle 3. Richtwerte fr das MAG-Schweien dicker Bleche mit Flldrahtelektroden (Schlackenbildner und Metallpulver unlegiert).1) Fr Metallpulvertypen Mischgase der Gruppe M 21 verwenden; Ausnahme siehe Abschnitt 5.3.3.2) Bei Fall- und Decklagen Strom-Spannungs-Werte na

43、ch Tabelle 4, Pos. PA, verwenden.3) Bei Verwendung von CO2Spannung um ca. 2 bis 3 V hher. 4) Fugenvorbereitung fr Pos. PB:5) Fugenvorbereitung fr Pos. PA:Brenneranstellung: Schlackebildner: schleppend bis neutralMetallpulver: stechendKontaktrohrabstand: bis 1,6 mm 20 mm 2,0 mm 20 bis 30 mmSchutzgasn

44、ach DIN EN 439Pos. Draht-mmDrahtvorschubm/minSpannung 1)VStromAM 21M 23 2)Wurzel 1,2 3,0 . 4,0 17 . 19 120 . 160PF 1,2 4,0 . 5,0 19 . 20 160 . 180PB1,2 9,0 . 10,0 28 . 30 280 . 3001,6 6,0 . 7,0 31 . 33 370 . 420PA1,2 9,5 . 11,0 29 . 31 290 . 3201,6 7,0 33 420CWurzel 1,2 3,0 . 4,0 19 . 21 120 . 150PF

45、 1,2 4,0 . 5,0 21 . 22 150 . 180PB1,2 9,0 . 10,0 30 . 32 275 . 2951,6 6,0 . 7,0 34 . 35 365 . 410PA1,2 9,5 . 11,0 31 . 33 285 . 3101,6 7,0 35 410M 21 (1)PA 1,2 15 . 25 36 . 45 400 . 550PB 1,2 15 . 22 36 . 40 400 . 500Schlackenbildner unlegiert Metallpulver unlegiert 1)Schutzgas nachDIN EN 439Pos. Dr

46、aht-mmDraht-vorschubm/minSpannungVStromASpannungVStromAM 21C 1 3)PB4)1,2 7,5 . 9,0 22 . 25 200 . 2401,6 4,8 . 5,5 25 . 28 240 . 2601,2 7,5 . 8,1 28 . 32 260 . 2801,6 4,8 . 5,3 28 . 32 300 . 320PA5)1,2 7,5 . 9,0 22 . 25 2) 220 . 2401,6 4,8 . 5,5 25 . 28 240 . 2601,2 4,8 . 5,0 22 . 25 180 . 2001,6 3,5

47、 . 4,0 22 . 25 240 . 260B974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FA2DEF1929BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2016-11Seite 7 zu DVS 0925Tabelle 4. Richtwerte fr das MAG-Schweien dicker Bleche mit Flldrahtelektroden (Schlackenbildner und Metallpulver niedri

48、glegiert).1) Fr Metallpulvertypen Mischgase der Gruppe M 21 verwenden; Aus-nahme siehe Abschnitt 5.3.3.2) Bei Verwendung von CO2Spannung um ca. 2 bis 3 V hher.3) Rutiltyp mit schnell erstarrender Schlacke4) Fugenvorbereitung fr Pos. PF:a-Ma einlagig: 4 bis 8 mm (mehrlagige Arbeitsweise mglich)5) Fugenvorbereitung fr Pos. PB:a-Ma einlagig: 3,5 bis 6 mm (mehrlagige Arbeitsweise mglich)6) Fugenvorbereitung fr Pos. PA:a-Ma einlagig: 3,5 bis 8 mm (mehrlagige Arbeitsweise mglich)Kontaktrohrabstand: bis 1,6 mm 20 mm 2,