2205 ist ein Duplex-Edelstahl (ca. 22% Chrom, 5–6% Nickel, 3% Molybdän, 0,15% Stickstoff). Das ideale Gefüge besteht zu je etwa der Hälfte aus Ferrit und Austenit – die eine Hälfte sichert Festigkeit und Beständigkeit gegen Spannungsrisskorrosion, die andere Hälfte sichert Zähigkeit und Schweißeignung. Schweißen bedeutet, zwischen beiden ein Gleichgewicht zu finden.
Kurzurteil
Kein Vorwärmen, Wärmeeinbringung kontrollieren, Zwischenlagentemperatur nicht über 150℃, Schweißzusatz muss passen, Schutzgas mit Stickstoff ergänzen. Wird eine dieser fünf Regeln verletzt, liegt die Korrosionsbeständigkeit der Schweißnaht deutlich unter der des Grundwerkstoffs – und das Aussehen wirkt völlig normal.
Warum die Wärmeeinbringung entscheidend ist
Die Wärmeeinbringung (in kJ/mm) bestimmt die Abkühlgeschwindigkeit der Schweißnaht, und die Abkühlgeschwindigkeit bestimmt das Zweiphasenverhältnis:
- Zu hohe Wärmeeinbringung (langsame Abkühlung): zu viel Ferrit, und Chromnitride scheiden sich im Ferrit aus, Korrosionsbeständigkeit und Zähigkeit sinken gleichzeitig;
- Zu niedrige Wärmeeinbringung (zu schnelle Abkühlung): Austenit kann sich nicht rechtzeitig bilden, der Ferritanteil ist zu hoch, die Zähigkeit verschlechtert sich, Rissgefahr;
- Der übliche umsetzbare Bereich ist 0,5–2,5 kJ/mm (Blechdicke, Nahtform und Durchmesser des Schweißzusatzes beeinflussen ihn; er ist in der WPS festzulegen);
- Zwischenlagentemperatur ≤150℃, bei Überschreitung pausieren – diese Regel wird vor Ort am häufigsten ignoriert, weil sie ohne Aufzeichnung unsichtbar bleibt.
Wärmeeinbringung = Spannung × Strom × 60 ÷ Schweißgeschwindigkeit (mm/min) ÷ 1000. Berechnen Sie den Wert und schreiben Sie ihn in die WPS, statt sich auf das Gefühl zu verlassen.
Schweißzusatz und Schutzgas
- Schweißzusatz ER2209 (duplexgerecht), kein 316L-Schweißzusatz – mit austenitischem Zusatz entsteht eine vollaustenitische Schweißnaht, Festigkeit und Beständigkeit gegen Spannungsrisskorrosion fallen ab;
- Schutzgas mit Stickstoff: üblich ist Ar + 2–3% N₂. Stickstoff ist ein Austenitbildner, bei Schweißtemperatur geht Stickstoff verloren, ohne Ergänzung wird der Ferritanteil überschritten;
- Wurzelschutz (Argon-Spülung) muss ebenfalls Stickstoff enthalten oder mindestens ausreichenden Schutz gewährleisten, sonst oxidiert die Wurzel und wird schwarz.
Wie der Ferritgehalt geprüft wird
Mit einem Ferritmessgerät (Feritscope) an Schweißnaht und Wärmeeinflusszone messen, der übliche Abnahmebereich ist 35–65% (je nach Projekt/Standard unterschiedlich, nach technischer Spezifikation festlegen). Drei Punkte beachten:
- Die Messpunkte müssen Nahtmitte, Schmelzlinie und Wärmeeinflusszone umfassen; nur die Nahtmitte zu messen lässt die gefährlichste Stelle aus;
- Das Ferritmessgerät misst indirekt nach dem magnetischen Verfahren und hat selbst Messfehler, an derselben Stelle mehrfach messen und mitteln;
- Bei Unstimmigkeiten mit metallografischer Methode nachprüfen (Bewertung nach Standardbildern), das überzeugt mehr als das Gerät.
Häufige Fallstricke
- Vorwärmen: Duplexstahl braucht kein Vorwärmen, Vorwärmen erhöht die Wärmeeinbringung und lässt den Ferritanteil nur überschreiten;
- Reinigung mit Kohlenstoffstahl-Werkzeugen und -Drahtbürsten – Eisenverunreinigung lässt die Schweißnaht zuerst rosten;
- Kein Beizen und Passivieren nach dem Schweißen: Die Anlauffarben der Duplexstahl-Schweißnaht müssen entfernt werden, sonst kann sich die Passivschicht nicht zurückbilden;
- Bei Mehrlagen-Mehrraupenschweißung die Zwischenlagentemperatur nicht kontrolliert, es wird immer heißer, die letzten Lagen überschreiten kumulativ die Wärmeeinbringung;
- Das „Lösungsglühen nach dem Schweißen“ als regulären Arbeitsgang behandeln: Das vollständige Lösungsglühen ist nur für höchste Anforderungen vorgesehen, üblicherweise wird das Problem über die Kontrolle der Wärmeeinbringung gelöst.
Für ein Duplexstahl-Projekt teilen Sie uns Blechdicke, Nahtform und anzuwendende Norm mit. Wir liefern passenden Schweißzusatz und Probestücke gemäß Ihrer WPS und stellen werkseigene Materialzeugnisse pro Charge bereit – bei Duplexstahl entscheidet nicht der Stahlpreis, sondern eine einzige Nacharbeit.
