Warum wird Formieren beim Schweissen eingesetzt?
Beim Formieren handelt es sich um eine Methode, die bei der Herstellung von Schweissverbindungen eingesetzt wird. Ziel ist es, auf der Rückseite der Werkstoffe – im Bereich der Schweissnahtwurzel – Oxidation und Verzunderung zu verhindern, Anlauffarben zu vermeiden und Korrosionsschutz zu gewährleisten. So sorgt man für ausreichende Festigkeit und optimale Korrosionsbeständigkeit von Schweissnähten.
Welche Funktion hat Formiergas zum Schutz von Oxidation im Schweissprozess?
Primär wird durch das Formieren Sauerstoff aus der Umgebungsatmosphäre verdrängt. Um Werkstücke zu verbinden und dabei sicherzustellen, dass ein optimaler Oxidationsschutz erzielt wird, muss nicht nur das Schweissbad, sondern auch die Schweissnahtwurzel geschützt werden. Hierzu umspülen Schutzgase die hoch erhitzten Nahtwurzel- und Nahtrandbereiche und verdrängen so die Luftatmosphäre. Optimale Ergebnisse werden bei einem Sauerstoffgehalt von bis zu 20 ppm Sauerstoff auf der Wurzelseite erzielt.
Welcher Zusammenhang besteht zwischen Anlauffarben und Korrosionsschutz?
Bei der Herstellung von Schweissnahtverbindungen gilt es gerade bei nichtrostenden Stählen wie z.B. Chromnickelstahl die besonderen Eigenschaften zu erhalten. Häufig entstehen beim Schweissen diverse Abstufungen von Verfärbungen entlang der Schweissnaht. Diese Verfärbungen werden im Fachjargon Anlauffarben genannt. Pauschal kann man sagen: Je dunkler die Farbe, je stärker die Oxidation und umso höher das Potential für spätere Korrosion. Das Farbspektrum von Anlauffarben reicht von strohgelb über violett bis hin zu dunkelgrau oder schwarz. Im letzteren Farbbereich ist der Werkstoff so stark beschädigt bzw. verbrannt, dass man sogar von Verzunderung spricht.
Durch richtiges Formieren kann man diese Anlauffarben im Wurzelbereich verhindern und die Korrosionsbeständigkeit hochlegierter Werkstoffe bewahren.
Welche Bauteile muss man formieren?
Formieren wird vorwiegend bei Innenteilen – zum Beispiel Rohren und Kehlnähten – eingesetzt, da hier die Nahtrückseiten im Inneren der Bauteile sehr schlecht und oftmals überhaupt nicht zugänglich sind. Eine nachträgliche Bearbeitung und Entfernung von Oxidschichten gestaltet sich als schwierig bis unmöglich.
Für den optimalen Wurzelschutz sind heute professionelle Formiervorrichtungen und Sauerstoffmessgeräte verfügbar, die zu optimalen Formierergebnissen beitragen. Bei komplizierten Bauteilgeometrien werden Vorrichtungen auch selber konstruiert. Wichtig hierbei ist der Einsatz von Sintermetallen, die für eine langsame und gleichmässige Gasströmung sorgen und dadurch ein Verwirbeln der Luft vermeiden.
Wovon hängt die Wahl des richtigen Formiergases ab?
Zum Wurzelschutz können verschiedene Gasgemische eingesetzt werden. Man spricht von Wurzelschutzgas gleichermassen wie von Formiergas. Korrekterweise handelt es sich aber bei Formiergas nur um Gasgemische, die sich aus Stickstoff (N2) und Wasserstoff (H2) zusammensetzen. Dagegen sind Argon oder Stickstoff Wurzelschutzgase, die zum Formieren eingesetzt werden.
Welches das optimale Gas für Ihre Anwendung ist, kann von mehreren Komponenten abhängen und ist individuell zu bewerten. Zu berücksichtigen sind:
- Art der zu bearbeitenden Werkstoffe
- Form, Grösse und Zugänglichkeit der Bauteile
- Einsatz von geeigneten Formiervorrichtungen
- Qualitätsanforderungen und Wirtschaftlichkeit
Unser komplettes Angebot an Formiergas finden Sie in unserem Werkstattposter.
Fazit
Formieren spielt eine wichtige Rolle im Schweissprozess und hat einen grossen Einfluss auf nachhaltige Qualität. Wahrscheinlich sind Sie schon gut aufgestellt, sehen aber vielleicht durchaus noch Optimierungsbedarf in Ihrem Betrieb und möchten mehr zum Thema “Richtig Formieren” erfahren? Dann nehmen Sie gerne mit uns Kontakt auf! Unsere Schweissfachingenieure aus dem SchweisserCampus stehen Ihnen kompetent mit Rat und Tat zur Seite.
