1. Kalte Risse (Wasserstoff-induzierte Risse)
Ursachen:
Hoher Wasserstoffgehalt: Feuchtigkeit in den Schweißelektroden/Flussmitteln oder Öl/Rost auf der Grundmetalloberfläche zerfällt beim Schweißen in atomaren Wasserstoff. Dieser Wasserstoff diffundiert in die Schweißzone und reichert sich an den Korngrenzen an.
Hohe Eigenspannung: S355J2W hat einen relativ hohen CEV (typischerweise 0,35–0,45 %), was zu einer schlechten Duktilität der Schweißnaht führt. Durch die schnelle Abkühlung nach dem Schweißen entsteht eine große Zugspannung in der Verbindung.
Spröde Mikrostruktur: Die von der Schweißwärme beeinflusste Zone (WAZ) kühlt schnell ab und bildet harte Martensit- oder Bainit-Mikrostrukturen-, die in Kombination mit Wasserstoff und Spannung zur Rissbildung neigen.
Auswirkungen: Kalte Risse sind oft unsichtbar (z. B. interne Risse in der WEZ) und können sich unter Belastung ausdehnen, was zu einem plötzlichen Verbindungsversagen führen kann. Sie zerstören auch die Kontinuität der schützenden Rostschicht und beschleunigen so die lokale Korrosion.
2. Schweißporositäten
Ursachen:
Gaseinschluss: Beim Schweißen entstehen Gase wie CO₂ (durch Flussmittelzersetzung), H₂ (durch Feuchtigkeit) oder O₂ (durch schlechte Schutzgasabdeckung), die jedoch nicht rechtzeitig entweichen können, wenn das Schweißgut erstarrt.
Kontaminiertes Grundmetall/Draht: Öl-, Farb-, Rost- oder Oxidschichten auf der Oberfläche von S355J2W reagieren mit der Schweißhitze und erzeugen Gas. Auch minderwertiger Schweißdraht mit hohem Verunreinigungsgehalt kann beim Schmelzen Gas freisetzen.
Falsche Prozessparameter: Eine zu hohe Schweißgeschwindigkeit (keine Zeit für das Entweichen des Gases) oder eine zu niedrige Lichtbogenspannung (schlechte Fließfähigkeit des Schmelzbades) erhöhen das Porositätsrisiko.
Auswirkungen: Porositäten verringern die effektive lasttragende Fläche der Schweißnaht und verringern die Verbindungsfestigkeit (in schweren Fällen um 10–30 %). Sie wirken auch als „Korrosionskanäle“, wodurch Feuchtigkeit/Salz in die Schweißnaht eindringen und die Witterungsbeständigkeit des Stahls beeinträchtigen kann.
3. Mangelnde Fusion und mangelnde Durchdringung
Ursachen:
Unzureichende Wärmezufuhr: S355J2W hat eine höhere Wärmeleitfähigkeit als gewöhnlicher Kohlenstoffstahl. Wenn der Schweißstrom/die Schweißspannung zu niedrig ist oder die Schweißgeschwindigkeit zu hoch ist, erreicht das Grundmetall/Schweißgut nicht den Schmelzpunkt für eine vollständige Verschmelzung.
Schlechtes Verbindungsdesign: Enge Rillenwinkel, übermäßige Wurzelabstände oder falsche Elektroden-/Drahtwinkel verhindern, dass der Lichtbogen die Verbindungswurzel erreicht, was zu einer unvollständigen Durchdringung führt.
Verunreinigte Schweißoberflächen: Oxidschichten (von der vorgerosteten Oberfläche von S355J2W) oder Schlackeneinschlüsse blockieren die Schweißung zwischen Schweißnaht und Grundmetall.
Auswirkungen: Beide Defekte führen zu schwachen „Grenzflächen“ in der Verbindung, wodurch diese unter Belastung anfällig für Risse wird. Mangelnde Durchdringung hinterlässt auch Lücken in der Verbindung, die Feuchtigkeit einschließen und örtliche Korrosion verursachen.-kritisch für S355J2W, das im Freien/an der Küste eingesetzt wird.
4. Schlackeneinschlüsse (sekundärer gemeinsamer Defekt)
Ursachen: Unvollständige Schlackenentfernung zwischen mehrlagigen Schweißnähten, zu hohe Schweißgeschwindigkeit (Schlacke kann nicht an die Oberfläche schwimmen) oder unsachgemäße Lichtbogenmanipulation (Schlacke wird in das Schmelzbad gedrückt).
Auswirkungen: Schlacke schwächt die mechanischen Eigenschaften der Schweißnaht und zerstört die schützende Rostschicht, was zu Lochfraß um den Einschluss herum führt.
