Wiki - Wärmeeinflusszone

Für die Qualität einer Schweißverbindung ist nicht nur die eigentliche Schweißnaht, sondern auch die neben der Schweißnaht im Grundwerkstoff befindliche so genannte Wärmeeinflusszone (WEZ) von entscheidender Bedeutung.
In der WEZ herrschen beim Schweißen kurzzeitig Temperaturen zwischen Raum und Schmelztemperatur, die zu dementsprechenden Gefügeveränderungen führen. Häufig erfährt die WEZ nach der Schweißerwärmung eine unerwartet rasche Abkühlung. Zu hohen Abkühlgeschwindigkeiten kann es besonders bei dicken und auch bei sehr dünnen Schweißquerschnitten kommen. In dicken Querschnitten übt das große, nicht erwärmte Werkstückvolumen eine starke Kühlwirkung aus, während bei sehr dünnen Querschnitten (Extremfall Folie) die Schweißwärme rasch über die große Oberfläche abgeführt wird. Auch haben dünne Bauteile eine geringe Wärmekapazität, die ein rasches Abkühlen verhindern könnte.
Die sich in der WEZ ergebenden Gefügeveränderungen sind werkstoffspezifisch. Je nach Gefügezustand des Grundwerkstoffes können sich dort bei der Erwärmung Entfestigungs- und Kornvergröberungsprozesse, Ausscheidungen und Auflösungen von Zweitphasenteilchen ereignen, bei der Abkühlung hingegen übersättigte Zustände und Eigenspannungen einstellen.
Führen diese Vorgänge zu nachteiligen Eigenschaftsänderungen, wie z.B. zu unzulässigem Festigkeitsabfall oder zur Versprödung, so ist die Schweißbarkeit des Grundwerkstoffs eingeschränkt, und es müssen zu ihrer Sicherstellung zusätzliche Massnahmen vorgesehen werden.
In dieser Schärfe besteht das Problem „Wärmeeinflusszone“ allerdings nur bei den Schmelzschweißverfahren. Überraschenderweise wird die Wärmeeinflusszone um so breiter und die sich in ihr vollziehenden Gefügeveränderungen fallen um so gravierender aus, je niedriger die Energiedichte der zum Schweißen benutzten Wärmequellen ist. Daher liegt der entscheidende Vorteil von Schweißverfahren, die mit gebündelten Strahlen (Plasma-, Elektronen-, Laserstrahlen) arbeiten, in der hohen Energiekonzentration dieser Strahlen, die bei geeigneter Wahl der Schweißparameter eine sehr schmale Wärmeeinflusszone erzeugen und den Grundwerkstoff in thermischer Hinsicht nur relativ wenig schädigen.


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