Die metallographische Untersuchung von Schweißverbindungen aus Kohlenstoffstahl, die mittels CO₂-Gas-Metall-Arc-Schweißen hergestellt wurden, stellt die zentrale Methode dar, um die Schweißqualität und die Prozessrationalität zu bewerten.
Im Schweißmetallbereich finden sich in der Regel säulenförmige Körner sowie geringe Mengen an proeutektoider Ferrit-, Seitenplatten-Ferrit- und Perlitstrukturen. Die Wärmeeinflusszone (HAZ) weist mikrostrukturelle Übergänge zwischen grobkörnigen und feinkörnigen Bereichen auf. In der grobkörnigen Zone neigen sich Widmanstätten-Strukturen sowie martensitische Härtungsschichten zur Ausbildung, was die Schweißverbindung versprödet.
Mikroskopische Beobachtungen nahe der Schmelzlinie ermöglichen die Identifizierung innerer Fehler wie unvollständiger Schmelze, Mikrorissen, Poren und Einschlüssen. Zudem lassen sich die Auswirkungen des Überhitzungsgrades und der Abkühlgeschwindigkeit auf die Morphologie der Mikrostruktur beurteilen. Die Ergebnisse der metallographischen Prüfung bieten einen direkten Anhaltspunkt für die Anpassung der Schweißwärmezufuhr, der Vorwärmtemperatur sowie der Zwischenschichttemperatur, wodurch die Neigung zur Härtung und das Risiko wasserstoffbedingter Rissbildungen wirksam kontrolliert werden können.
Eine kombinierte metallographische Bewertung, die die Härteverteilung mit der Mikrostrukturanalyse verbindet, ist ein zuverlässiges Verfahren, um die Spezifikationen des Schweißverfahrens zu überprüfen und die strukturelle Integrität sicherzustellen.
Parameter der metallographischen Präparation und Darstellung der Mikrostruktur
1️⃣ Grobschleifen: MET-M P400
2️⃣ Feinschleifen: POS + 9 μm PD-WT
3️⃣ Polieren: ET-JP + 1 μm PD-WT
*Alternative zum Schritt 2: Schleifpapier P800 bis P2000
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