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Sobald ein organischer Beschichtungsstoff überschweißt wird, entwickeln sich Gase, welche
im Schweißgut Poren verursache...
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einer definierten Schichtdicke des zu testenden Stoffes beschichtet werden. Die Probebleche
mit dem abgebundenen Beschic...
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Im Bereich der Schweißtechnik existieren als überschweißbare Beschichtungsstoffe neben
Schweißprimern auch sogenannte Sc...
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Beim Überschweißen von Beschichtungsstoffen entstehen Poren in der Schweißnaht. Ein
Nachweis der Unbedenklichkeit geling...
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Schweißen auf lackierten Flächen? Prüfen von Shop-Primer und Bewertung von Beschichtungsstoffen

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Sobald ein organischer Beschichtungsstoff überschweißt wird, entwickeln sich Gase, aus welchen sich dann im Schweißgut Poren bilden. In Abhängigkeit der Anzahl, Größe und Verteilung können diese Poren zu einer deutlichen Schwächung des Nahtquerschnitts und damit zu einer reduzierten Tragfähigkeit führen. Mit der Norm EN ISO 17652-2 gibt es aber eine Möglichkeit, den Nachweis zu erbringen, dass ein Beschichtungsstoff trotzdem zum Überschweißen geeignet ist.
Liegt ein entsprechender Nachweis vor, entfällt für den Schweißbetrieb, ein erheblicher Reinigungsaufwand und er hat einen Kostenvorteil
Thomas Joachim Wilhelm
SLV Duisburg

Published in: Engineering
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Schweißen auf lackierten Flächen? Prüfen von Shop-Primer und Bewertung von Beschichtungsstoffen

  1. 1. 1 Sobald ein organischer Beschichtungsstoff überschweißt wird, entwickeln sich Gase, welche im Schweißgut Poren verursachen. Mit Einführung der Normenreihe DIN EN 1090ff dürfen Fertigungsbeschichtungen aber nur auf den Nahtflanken belassen werden, wenn sie den Schweißprozess nicht beeinträchtigen. Ein Prüfablauf zum Nachweis dieser „Beeinträchtigung“ gibt DIN EN ISO 17652-2 (früher DVS 0501). Der Vorteil einer „Überschweißbarkeit“ liegt klar auf der Hand: Dem Anwender im Stahlbau oder auf der Schiffswerft entfällt ein erheblicher Reinigungsaufwand. Für Hersteller von Beschichtungsstoffen ergibt sich durch ein unbedenkliches Produkt ein klarer Wettbewerbsvorteil. Überschweißbare organische Beschichtungsstoffe –sogenannte Shop-Primer- werden zum temporären Korrosionsschutz verwendet. D.h. sie sollen das Stahlprodukt vor Korrosion schützen, bis es z.B. auf der Baustelle endgültig verschweißt wird. Dazu ist es von Vorteil, wenn der Beschichtungsstoff vorher nicht mühsam entfernt werden muss, sondern beim Schweißprozess auf dem Bauteil verbleiben kann. Genauso verhält es sich bei „Zinksprays“ aus dem Karosseriebau – sie stellen einen „überschweißbaren Korrosionsschutz“ dar. Problematisch ist jedoch, dass immer wenn eine solche Beschichtung überschweißt wird mit Porenbildung und bisweilen auch mit dem Eintrag von Wasserstoff zu rechnen ist. Die Porenbildung schwächt die Schweißnaht und der Wasserstoffeintrag führt zu wasserstoffinduzierter Rissbildung. Letzter ist insbesondere bei sogenannten Schweißtrennsprays auf Wasserbasis zu beobachten und kann besonders für den Einsatz hochfester Baustähle kritisch werden. Die Norm DIN EN ISO 17652-2 beschreibt eine sogenannte Fertigungsprüfung. Diese Fertigungsprüfung in Kombination mit der DaSt 006 leistet eine Aussage, ob ein Beschichtungsstoff zum Überschweißen zu empfehlen ist. Das Bewertungskriterium ist die Porenfläche der geschweißten Verbindung. Konkret bedeutet dies, dass Probenbleche mit
  2. 2. 2 einer definierten Schichtdicke des zu testenden Stoffes beschichtet werden. Die Probebleche mit dem abgebundenen Beschichtungsstoff werden im zweiten Schritt verschweißt. Abbildung 1: Schematische Prüfanordnung nach DIN EN ISO 17652-2 (links), realer Aufbau (rechts) Abbildung 1 zeigt schematisch die eingespannte und beschichtete Probe mit Gegenblech. Üblicherweise werden Schichtdicken von 30 µm geprüft. Das Verschweißen der Proben unter Krafteinleitung zwingt den Beschichtungsstoff durch die Naht „auszugasen“. Somit werden bewusst deutlich größere Poren erzeugt, als sie in der Praxis aufträten. Durch diese Vorgehensweise ist jedoch eine Auswertemöglichkeit garantiert. Nach dem Bruch der Naht zeigt sich die Porenfläche, siehe Abbildung 2 und Abbildung 3: Abbildung 2: Porenfläche einer Probe nach dem Bruch (223mm² Gesamtporenfläche) Abbildung 3: Ausgewertete Porenfläche (104mm²) Abschließend wird die jeweilige Porenfläche der zehn geprüften Proben ermittelt. Im Regelwerk DaSt006 wird eine mittlere Porenfläche A≤125mm² gefordert, wenn der Beschichtungsstoff zum Überschweißen empfohlen werden soll. Abbildung 2 und Abbildung 3 stellen beispielhaft unterschiedliche Proben aus verschiedenen Untersuchungen dar. Die Porenfläche der Probe aus Abbildung 2 ist beispielsweise mit 223mm² zu groß. Einen typischen, zulässigen Wert von 104mm² zeigt Abbildung 3.
  3. 3. 3 Im Bereich der Schweißtechnik existieren als überschweißbare Beschichtungsstoffe neben Schweißprimern auch sogenannte Schweißtrennsprays. Diese Sprays haben die Funktion, eine Spritzeranhaftung auf Bauteil oder Werkzeugen zu verhindern. Problematisch hierbei ist –genauso wie bei Shop-Primern- die Gefahr der Porenbildung und des Wasserstoffeintrags. Letzteres zeigt sich besonders für höherfeste Bauteile als kritisch. Zum Nachweis einer Beeinträchtigung der Schweißverbindung durch diese Beschichtungsstoffe gibt es keinen genormten Prüfablauf. Ein Ansatz stellt die oben beschriebene Fertigungsprüfung zur Feststellung der Porosität nach DIN EN ISO 17652-2 dar. Eine weitere Möglichkeit zur Detektion von Poren ist die Durchstrahlung auftraggeschweißter Nähte. Abbildung 4 zeigt das Durchstrahlungsbild einer Auftragsschweißung. Hierbei wurde der Einfluss eines „Schweißtrennsprays“ auf die Schweißeignung bestimmt. Das Nahtaussehen ist einwandfrei. Abbildung 4: Einwandfreie Auftragsschweißung ohne Einfluss des Beschichtungsstoffes Eine sinnvolle Ergänzung ist die Bewertung der anhaftenden Schweißspritzer nach manuellem Versuch des Entfernens der Spritzer. Die Anzahl verbleibender Schweißspritzer auf der Oberfläche können rechnergestützt ausgewertet werden. Insbesondere für wasserbasierende Produkte empfiehlt sich eine Prüfung des Wasserstoffeintrags nach DIN EN ISO 3690. Bei der Überschweißung organischer Beschichtungsstoffe verbrennen diese und können giftige Stoffe freisetzen. Sowohl bei Schweißprimern, als auch bei Trennsprays empfiehlt sich ein sogenannter Gasemissionstest. Hierdurch lassen sich Abschätzungen für Arbeitsplatzgrenzwerte ermitteln.
  4. 4. 4 Beim Überschweißen von Beschichtungsstoffen entstehen Poren in der Schweißnaht. Ein Nachweis der Unbedenklichkeit gelingt über die beschriebene Fertigungsprüfung. Individuelle Untersuchungen für Schweißtrennsprays umfassen die Bewertung der Porosität, Eintrag des Wasserstoffs und eine Ermittlung der Gasemissionen. Die DIN EN 1090-2 ist in Kraft getreten und fordert im Abschnitt 7.5.1.1 für die EXC1 und EXC2 einen Nachweis, dass der Beschichtungsstoff den Schweißprozess nicht beeinflusst. Das beschriebene Verfahren nach DIN EN ISO 17652-2 in Kombination mit der DASt 006 leistet diesen Nachweis. Für EXC3 und EXC4 ist zudem eine Schweißverfahrensprüfung mit Fertigungsbeschichtungen gefordert. Ziel der beschriebenen Untersuchungen ist, dass der Hersteller darlegen kann, dass durch seinen Beschichtungsstoff geschweißte Produkte nicht gefährdet sind. Ob im Stahlbau als Primer bzw. Trennspray oder für die KFZ-Reparatur als „Zinkspray für den Korrosionsschutz“, überall dort, wo organische Beschichtungsstoffe überschweißt werden, bietet sich eine Prüfung/ Bewertung an. Neben der Sicherung eines Marktvorteils empfiehlt sich ferner eine Absicherung des Produkts.

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