DIN-Fachbericht 17641-3-2004 Destructive tests on welds in metallic materials - Hot cracking tests for weldments - Arc welding processes - Part 3 Externally loaded test (ISO TR 176.pdf

1、Zerstrende Prfung von Schweiverbindungen anmetallischen Werkstoffen Heirissprfungen frSchweiungen Lichtbogenschweiprozesse Teil 3: Fremdbeanspruchte Prfungen(ISO/TR 17641-3:2004);Deutsche bersetzung des CEN ISO/TR 17641-3:2004Destructive tests on welds in metallic materials Hot cracking tests for we

2、ldments Arc welding processes Part 3: Externally loaded test (ISO/TR 17641-3:2004);German translation of CEN ISO/TR 17641-3:2004Essais destructifs des soudures sur matriaux mtalliques Essais de fissuration chaud des assemblages souds Procds de soudage larc Partie 3: Essais sur prouvette soumise une

3、charge extrieure(ISO/TR 17641-3:2004);Traduction allemande de lCEN ISO/TR 17641-3:2004DIN-Fachbericht 17641-3BeuthB55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09CC9B7EF8DD9NormCD - Stand 2007-03DIN-Fachbericht 17641-3:2004 Nationales Vorwort Der vorliegende DIN-Fachbericht ist die deutsche bersetzung des vom Te

4、chnischen Komitee CEN/TC 121/WG 13 Zerstrende Prfung von Schweiverbindungen“ unter mageblicher deutscher Beteili-gung ausgearbeiteten CEN-Berichts CEN ISO/TR 17641-3. Das zustndige deutsche Normungsgremium ist der Gemeinschaftsausschuss DIN/DVS AA 5.1/NMP/AG Q 4 Zerstrende Prfung von Schweiverbindun

5、-gen“ im Normenausschuss Schweitechnik (NAS). Europische/Internationale Fachberichte (CEN/CR oder ISO/TR) sind abgeschlossene Arbeitsergebnisse der ISO und des CEN, die nicht den Status von Europischen bzw. Internationalen Normen haben. Zu diesem DIN-Fachbericht wurde E DIN 50120-103:1999-05 verffen

6、tlicht. Die im Abschnitt 2 genannte Europische Norm ist unter gleicher Nummer als DIN-EN-ISO-Norm erschienen. Nationaler Anhang NA (informativ) Literaturhinweise E DIN 50120-103:1999-05, Zerstrende Prfung von Schweiverbindungen an metallischen Werkstoffen Heirissprfungen an Schweiungen Teil 103: Fre

7、mdbeanspruchte Prfungen (Vorschlag fr eine Europ-ische Norm). B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09CC9B7EF8DD9NormCD - Stand 2007-03Dokument-Typ: CEN Bericht Dokument-Untertyp: Dokumentstufe: Annahme Dokumentsprache: D CEN/TC 121 Datum: 2004-09 CEN ISO/TR 17641-3:2004 CEN/TC 121 Sekretariat: DIN Zerst

8、rende Prfung von Schweiverbindungen an metallischen Werkstoffen Heirissprfungen fr Schweiungen Lichtbogenschweiprozesse Teil 3: Fremdbeanspruchte Prfungen (ISO/TR 17641-3:2004) Essais destructifs des soudures sur matriaux mtalliques Essais de fissuration chaud des assemblages souds Procds de soudage

9、 larc Partie 3 : Essais sur prouvette soumise une charge extrieure (ISO/TR 17641-3:2004) Destructive tests on welds in metallic materials Hot cracking tests for weldments Arc welding processes Part 3: Externally loaded test (ISO/TR 17641-3:2004) ICS: 25.160.40 B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09CC9B

10、7EF8DD9NormCD - Stand 2007-03CEN ISO/TR 17641-3:2004 (D) 2 Inhalt Seite Vorwort 3 1 Anwendungsbereich .4 2 Normative Verweisungen4 3 Begriffe .4 4 Symbole, Bezeichnungen und Einheiten 4 5 Grundlagen.5 6 Beschreibung der Prfungen .7 6.1 Heizugprfung .7 6.1.1 Allgemeines7 6.1.2 Probengre.7 6.1.3 Schut

11、zatmosphre.8 6.1.4 Prfverfahren .8 6.1.5 Prfergebnisse.9 6.2 Grundlagen fr die Varestraint- und Transvarestraintprfungen 10 6.2.1 Allgemeines. 10 6.2.2 Probengre 12 6.2.3 Prfverfahren 12 6.2.4 Prfergebnisse 12 6.3 Flachzugprfung. 14 6.3.1 Allgemeines. 14 6.3.2 Probengre 14 6.3.3 Prfverfahren 15 6.3.

12、4 Prfergebnisse 16 7 Prfbericht. 16 Bilder Bild 1 Probenmae fr die Heizugprfung. 8 Bild 2 Darstellung der Ergebnisse. 10 Bild 3 (Grund-)Prinzip der Varestraint- (oben) und Transvarestraintprfungen (unten). 11 Bild 4 Charakteristische Darstellung von Ergebnissen aus Varestraint- und Transvarestraintp

13、rfungen . 13 Bild 5 Programmierte Verformungsrissprfung (PVR-Prfung) Probenmae 15 Bild 6 Prfverfahren der programmierten Verformungsrissprfung (PVR-Prfung). 16 Tabellen Tabelle 1 Symbole, Bezeichnungen und Einheiten . 5 Tabelle 2 Heirissprfungen, Rissarten und Anwendungen 6 B55EB1B3E14C22109E918E8EA

14、43EDB30F09CC9B7EF8DD9NormCD - Stand 2007-03CEN ISO/TR 17641-3:2004 (D) 3 Vorwort Dieses Dokument (CEN ISO/TR 17641-3:2004) wurde vom Technischen Komitee ISO/TC 44 Welding and allied processes“ in Zusammenarbeit mit dem Technischen Komitee CEN/TC 121 Schweien“ erarbeitet, dessen Sekretariat vom DIN g

15、ehalten wird. B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09CC9B7EF8DD9NormCD - Stand 2007-03CEN ISO/TR 17641-3:2004 (D) 4 1 Anwendungsbereich Dieses Dokument legt die Arbeitsweise und Verfahren fr die Durchfhrung von fremdbeanspruchten Prfun-gen zur Beurteilung der Heirissanflligkeit fest. Die folgenden Prfun

16、gen werden beschrieben: Heizugprfung; Varestraint- und Transvarestraintprfung; Flachzugprfung. Die vorgenannten Prfungen knnen Informationen ber die Heirissempfindlichkeit der Grundwerkstoffe, des Schweigutes und der Schweiung liefern. Die Beurteilung beruht auf der Messung des Temperaturintervalls

17、der Sprdigkeit (BTR en: Brittle temperature range), innerhalb dessen die Heirisse auftreten. Dieses Dokument ist hauptschlich fr Schweiungen und Schweizusatzwerkstoffe aus austenitisch nicht rostenden Sthlen, Nickel-, Nickelbasis- und Nickel-Kupfer-Legierungen anzuwenden. Jedoch knnen die Grundlagen

18、 durch eine Vereinbarung zwischen den Vertragsparteien auf andere Werkstoffe wie Aluminium-legierungen und hochfeste Sthle ausgedehnt werden. 2 Normative Verweisungen Die folgenden zitierten Dokumente sind fr die Anwendung dieses Dokuments erforderlich. Bei datierten Verweisungen gilt nur die in Bez

19、ug genommene Ausgabe. Bei undatierten Verweisungen gilt die letzte Ausgabe des in Bezug genommenen Dokuments (einschlielich aller nderungen). EN ISO 17641-1, Zerstrende Prfung von Schweiverbindungen an metallischen Werkstoffen Heiriss-prfungen fr Schweiungen Lichtbogenschweiprozesse Teil 1: Allgemei

20、nes (ISO 17641-1:2004) 3 Begriffe Fr die Anwendung dieses Dokuments gelten die Begriffe nach EN ISO 17641-1. 4 Symbole, Bezeichnungen und Einheiten Fr dieses Dokument sind die in Tabelle 1 aufgefhrten Symbole, Bezeichnungen und Einheiten anzuwenden. B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09CC9B7EF8DD9Norm

21、CD - Stand 2007-03CEN ISO/TR 17641-3:2004 (D) 5 Tabelle 1 Symbole, Bezeichnungen und Einheiten Symbol Bezeichnung EinheitHeizugprfung BTR Temperaturintervall der Sprdigkeit zwischen NST und DTR (siehe Bild 2). C DRR Rckverformungsgeschwindigkeit, Unterschied (23) / (13) 100 (siehe Bild 2). % DRT Rck

22、verformungstemperatur, d. h. Temperatur bei 5 % Brucheinschnrung, gemessen whrend der Abkhlung“ im Zugversuch. C NDR Sprdbruchbergangstemperaturbereich, Abstand (46, siehe Bild 2). C NST Endtemperatur fr die Festigkeit, d. h. Spitzentemperatur der Prfung (siehe Bild 2, Punkt 6). C RDR Rckverformungs

23、verhltnis, Bereich(234) / Bereich(135) 100 (siehe Bild 2). RmZerreifestigkeit MPa Z Brucheinschnrung % TsSolidustemperatur (siehe Bild 2, Punkt 7) C Varestraint- und Transvarestraintprfung LtotGesamtlnge aller nachgewiesenen Heirisse mm l Probenlnge mm R Radius der Biegeauflage mm t Probendicke mm w

24、 Probenbreite mm Flachzugprfung SsProbendehnung % SvDehngeschwindigkeit mm/s VcritKritische Dehnung zur Bildung des ersten Heirisses mm/s WsSchweigeschwindigkeit mm/min5 Grundlagen Fremdbeanspruchte Heirissprfungen knnen angewendet werden, um quantitative Informationen ber die Risse bei der Erstarru

25、ng, beim Wiederaufschmelzen und Verformbarkeitsabfall in bereinstimmung mit Tabelle 2 zu erhalten. Sie sind zur Beurteilung der Heirissanflligkeit im Grundwerkstoff, in Schweiungen und im Schweigut geeignet. Es sollte jedoch anerkannt werden, dass der genaue Mechanismus der verschiedenen Arten von H

26、eirissen noch nicht vollstndig geklrt worden ist. Die verschiedenen fremd-beanspruchten Prfungen, die in diesem Dokument beschrieben werden, verwenden unterschiedliche Krite-rien fr die Beurteilung der Anflligkeit fr Heirisse. Keine dieser Prfungen simuliert Bedingungen fr die Temperatur, Abkhlungsg

27、eschwindigkeit, Einspannung und uerlich aufgebrachte Dehnungen, die in weiten Fertigungsbereichen auftreten, wo Heirisse als ein mgliches Problem betrachtet werden knnen. Obgleich die Arbeiten zu solchen Fragestellungen weitergefhrt werden, knnen die Prfungen in ihrer gegenwrtig entwickelten Form nu

28、r verwendet werden, um die Werkstoffe, die Zusatzwerkstoffe und Schweibedingungen gem ihrem Stellenwert einzuordnen. Die Ergebnisse knnen anschlieend mit Datenbanken, die auf entsprechenden Erfahrungen basieren, verglichen werden, um ihre mgliche Eignung zu beurteilen. Aus diesem Grunde kann die Aus

29、sage, dass eine bestimmte Prfung fr eine spezielle Anforderung am geeignetsten ist, nicht getroffen werden. Der Anwender der Prfung muss auf der Grundlage vorliegender Erfahrung oder vorhergehender Versuche entscheiden, welches die geeignetste Prfung fr die geforderte Anwendung ist. B55EB1B3E14C2210

30、9E918E8EA43EDB30F09CC9B7EF8DD9NormCD - Stand 2007-03CEN ISO/TR 17641-3:2004 (D) 6 Vier Arten von Heirissprfungen werden beschrieben. Ihre Bedeutung fr die verschiedenen Heirissformen und ihr mglicher Anwendungsbereich sind in Tabelle 2 zusammengefasst. Alle beschriebenen Heirissprfungen hngen von (d

31、er Aufbringung) einer Fremdbeanspruchung der Probe in einer geeigneten Prfeinrichtung ab. Die Fremdbeanspruchung kann eine messbare Dehnung und Dehngeschwindigkeit der Probe im Verspr-dungstemperaturbereich erzeugen und kann demzufolge in gewisser Hinsicht den Schweiprozess simulieren. Die ermittelt

32、en Ergebnisse dieser Prfungen sind quantitativ und im Allgemeinen fr die gleiche Prfung bei der Anwendung eines festgelegten Prfverfahrens und einer gleichartigen Einrichtung wiederholbar. Leider sind die Einrichtungen und die Prfverfahren zwischen den verschiedenen Laboratorien nicht genormt und da

33、mit ist die eindeutige Wiederholbarkeit zwischen den Laboratorien eingeschrnkt. Die Wiederholbarkeit der Ergebnisse in einem einzelnen Laboratorium bei Verwendung gleichartiger Verfahren und derselben Einrichtung ist im Allgemeinen gut. Wenn Grundwerkstoffe zu prfen sind, ist die Probe entweder durc

34、h eine WIG-Blindraupe bei der Varestraint- und bei der Flachzugprfung oder durch Widerstandserwrmung bei der Heizugprfung zu erwrmen. In beiden Fllen wird eine WEZ gebildet, die einer Dehnung unterworfen wird, mit deren Hilfe die Rissanflligkeit zu beurteilen ist. Wenn Schweigut zu prfen ist, wird d

35、ieses durch einen geeigneten Lichtbogenschweiprozess abgeschmol-zen und im Fall der Varestraintprfung und der Flachzugprfung whren der Erstarrung der Schweiung einer Dehnung unterworfen. Etwaige Risse bilden die Grundlage fr die Beurteilung. Bei der Heizugprfung ist die Probe aus einer mehrlagigen S

36、chweiverbindung zu entnehmen. Die Beurteilung beruht auf den gemessenen mechanischen Eigenschaften unter Anwendung des geeigneten Verfahrens, siehe 6.1.1. Mehrlagige Schweiungen knnen auch unter Anwendung der Varestraint- und Flachzugprfung beurteilt werden. Fr diese Prfungen mssen jedoch Proben aus

37、 mehrlagigem Schweigut vorbereitet werden. Das Schweigut ist danach unter Verwendung einer hnlichen WIG-Blindraupe wie die, die fr die Prfung des Grundwerkstoffes angewendet wurde, wieder zu erwrmen. Tabelle 2 Heirissprfungen, Rissarten und Anwendungen Prfart Rissart Ergebnis Anwendungen Erstarrung

38、LtotBTR Wiederaufschmelzung LtotVarestraint Verformbarkeitsabfall LtotGrundwerkstoff, Auswahl und Zulassung Schweigut, Auswahl und Zulassung Schweiverfahren Transvarestraint Erstarrung LtotAuswahl des Schweigutes Schweiverfahren Erstarrung VcritWiederaufschmelzung VcritFlachzugprfung (PVR-Test) Verf

39、ormbarkeitsabfall VcritWerkstoffauswahl Mehrlagige Schweiteile Schweiverfahren Werkstoffkombinationen Erstarrung BTR Heizugprfung (Gleeble TM) Wiederaufschmelzung BTR Werkstoffauswahl und Zulassung Obgleich es mglich ist, dass mehr als eine Heirissart in einem vorliegenden Prfstck vorhanden ist, sol

40、lte erwhnt werden, dass durch die Bildung einer Rissart, z. B. Erstarrung, die Prfungsdehnung der Probe in einem solchen Ausma entlastend wirkt, dass andere Rissarten nicht auftreten. Das bedeutet nicht, dass durch das Fehlen einer bestimmten Rissart im Prfstck kein Risiko fr diese Rissart in der Pr

41、axis besteht. B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09CC9B7EF8DD9NormCD - Stand 2007-03CEN ISO/TR 17641-3:2004 (D) 7 Die Transvarestraintprfung war ursprnglich entwickelt worden, um die Erstarrungsrissbildung im Schwei-gut durch Anwendung von Dehnungen quer zur Lnge der Schweinaht zu beurteilen. Es ist m

42、glich, dass sich andere Arten von Heirissen bilden, und falls diese erscheinen, sollten sie im Prfbericht vermerkt werden. 6 Beschreibung der Prfungen 6.1 Heizugprfung 6.1.1 Allgemeines Die Heizugprfung bestimmt die Heirissanflligkeit eines Werkstoffs durch einen simulierten Schwei-wrmezyklus unter

43、Verwendung einer zylindrisch geformten Zugprobe. Die Probe kann schlagartig zu einem gewhlten Zeitpunkt innerhalb des Schweiwrmezyklusses gebrochen werden. Wenn es fr die Unter-suchung der Heirissbildung notwendig ist, einen Schmelzschweiwrmezyklus zu simulieren, so ist die Probe bis zu ihrer Schmel

44、ztemperatur zu erwrmen. Verwendet wird eine Anzahl zylindrischer Zugproben, die bis zum Versagen an einem vorbestimmten Punkt belastet werden knnen (Verfahren A). Um den Wrmeverlauf und die Wiederaufschmelzrissbildung in der WEZ zu simulieren, wird die Probe eher nur bis zur Endtemperatur der Festig

45、keit (NST en: Nil strength temperature), statt bis zum Schmelzpunkt, erwrmt. Das Verfahren gilt sowohl fr die Wiederaufschmelzrissbildung in der WEZ des Grundwerkstoffs als auch fr die WEZ der Zwischenlagen von mehrlagigen Schweiungen (Verfahren B). Die Prfverfahren werden hauptschlich fr Untersuchu

46、ngen von Heirissen im Schweigut angewendet. Die Prfungen sind durch eine gute Wiederholbarkeit gekennzeichnet. 6.1.2 Probengre Verfahren A um die Erstarrungsrissbildung und das Erwrmen bis zum Schmelzpunkt zu simulieren, sollte eine Probe mit einer Lnge von 130 mm und einem Durchmesser von 10 mm erw

47、rmt verwendet werden. Verfahren B um die Wiederaufschmelzrisse zu simulieren und die NST zu bestimmen, sollte eine Probe mit einer Lnge von 110 mm und einem Durchmesser von 6 mm verwendet werden. Die Mae der Probe zusammen mit deren Lage in der Schweiverbindung werden in Bild 1 gezeigt. B55EB1B3E14C

48、22109E918E8EA43EDB30F09CC9B7EF8DD9NormCD - Stand 2007-03CEN ISO/TR 17641-3:2004 (D) 8 Mae in Millimeter Legende 1 Schweigut a 130 mm fr Erstarrungsrissbildung 110 mm fr Wiederaufschmelzrissbildung 1)fr Wiederaufschmelzrissbildung 2)fr Erstarrungsrissbildung Bild 1 Probenmae fr die Heizugprfung 6.1.3 Schutzatmosphre Die Proben mssen in einer Kammer erwrmt werden, die zuerst evakuiert und danach mit Argon (wieder-auf)gefllt wird, um eine bermige Oxida