DVS 3204-2013 Electron beam weldability of metallic materials.pdf

1、DVS, Ausschuss fr Technik, Arbeitsgruppe Strahlschweien“Nachdruck und Kopie,auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des HerausgebersDVS DEUTSCHER VERBANDFR SCHWEISSEN UNDVERWANDTE VERFAHREN E.V.Bezug: DVS Media GmbH, Postfach 10 19 65, 40010 Dsseldorf, Telefon (02 11) 15 91- 0, Telefax (02 11) 15 91-

2、 150Diese Verffentlichung wurde von einer Gruppe erfahrener Fachleute in ehrenamtlicher Gemeinschaftsarbeit erstellt und wird als eine wichtige Erkenntnisquelle zur Beachtung empfohlen. Der Anwender muss jeweils prfen, wie weit der Inhalt auf seinen speziellen Fall anwendbar und ob die ihm vorliegen

3、de Fassung noch gltig ist. Eine Haftung des DVS und derjenigen, die an der Ausarbeitung beteiligt waren, ist ausgeschlossen.Das Merkblatt kann keinen Anspruch auf Vollstndigkeit erheben, es enthlt die zur Zeit des Ausgabedatums zugnglichen Daten. Die Ersteller sind sehr an Kommentaren und Ergnzungen

4、 aus dem Anwenderkreis interessiert und werden diese bei der nchsten ber-arbeitung bercksichtigen.Inhalt:1 Allgemeines 2 Begriff der Schweieignung 3 Hinweise fr die Elektronenstrahl-Schweieignung 4 Unterteilung der Elektronenstrahl-Schweieignung 5 Elektronenstrahl-Schweieignung verschiedener Werksto

5、ff-gruppen 6 Schrifttum1 AllgemeinesDie Eignung eines Werkstoffs zum Schweien kann durch Werk-stoffkennwerte allein nicht beurteilt werden und ist in vielen Fllendurch Schweiversuche zu ermitteln. Das gilt insbesondere fr die Elektronenstrahl-Schweieignung, da eine Reihe von Werk-stoffen bekannt sin

6、d, die zwar fr andere Schweiverfahren nicht geeignet sind, sich aber mit dem Elektronenstrahl schweien las-sen. Darber hinaus bereitet es Schwierigkeiten, die Schweieig-nung eindeutig, zum Beispiel in Form einer Ja/Nein-Aussage, zu formulieren. Wie in DIN-Fachbericht ISO/TR 581 bereits fr andereSchw

7、eiverfahren erwhnt, ist die Eignung eines Werkstoffs fr dasElektronenstrahlschweien auch vom verfahrens- und gerte-technischen Aufwand (beispielsweise Art, Anzahl und Einstell-barkeit von Schweiparametern) abhngig. Im vorliegenden Merk-blatt wird deshalb die Schweieignung im Verhltnis zu diesem Aufw

8、and fr verschiedene Werkstoffe beschrieben und in drei Stufen unterteilt.2 Begriff der SchweieignungDie Schweieignung ist in erster Linie eine Werkstoffeigenschaft. Sie allein bestimmt deshalb noch nicht die Schweibarkeit des Bauteils. Nach DIN-Fachbericht ISO/TR 581 sind neben der Schweieignung auc

9、h die Schweisicherheit der Konstruktion und die Schweimglichkeit der Fertigung fr die Schweibarkeit magebend.3 Hinweise fr die Elektronenstrahl-SchweieignungDer schnelle Wrmezyklus beim Elektronenstrahlschweien wirktsich in den meisten Fllen gnstig auf die Schweieignung aus. Bei den vergtbaren Sthle

10、n ist in Abhngigkeit vom C-Gehalt eineNeigung zum Aufhrten zu bercksichtigen, die aber wegen der begrenzten Ausdehnung der Schmelz- und Wrmeeinflusszonen einen wesentlich geringeren Einfluss auf die Schweieignung hat als bei Anwendung anderer Schweiverfahren. Dagegen knnen verschiedene Manahmen bei

11、der Werkstoff-erschmelzung bzw. Werkstoffzusammensetzung die Elektronen-strahl-Schweieignung entscheidend verbessern. Dazu gehren fr eine Reihe von hochlegierten Sthlen ein Erschmelzen im Vakuum sowie eine Begrenzung der Stabilisierungselemente Nb und Ti, nicht nur auf die bekannten Mindestwerte, so

12、ndern auch auf bestimmte Hchstwerte. Fr unlegierte und niedriglegierte Sthle sind die Begleitelemente P und S besonders niedrig zu halten. Genaue Angaben zu diesen Manahmen lassen sich zur-zeit noch nicht allgemein verbindlich regeln, sie sind im Einzelfall gesondert festzulegen. In bestimmten Fllen

13、 ist der Einsatz von Zusatzwerkstoff zu empfehlen. Bei Rundnhten, z. B. an Rohren, knnen im slope out“-Bereich sogenannte spikes“ auftreten. Der slope out“-Bereich ist die Einschweizone, in der nach einer 360-Schweiung zur Ver-meidung von Endkratern der zum Durchschweien eingestellte Strahlstrom geg

14、en Null gefahren wird. Spikes sind nadelfrmige Materialtrennungen im Werkstoff am Fu der Einschweiung. Werkstoffabhngig kann dieser Effekt entweder durch nderung der Fokuslage, der Oszillationsamplitude oder der Schweige-schwindigkeit minimiert oder gnzlich eliminiert werden.4 Unterteilung der Elekt

15、ronenstrahl-SchweieignungIn den Tabellen 1 bis 7 (siehe Abschnitt 5) wird die Schweieig-nung einzelner Werkstoffe je nach verfahrens- und gertetechni-schem Aufwand abgestuft:A = ohne besondere Manahmen schweigeeignet,B = mit besonderen Manahmen schweigeeignet(Vor- und/oder Nachwrmen, Schweizusatz od

16、er hnliches),C = begrenzt schweigeeignet.Weiterhin enthalten die Tabellen Hinweise, auf welchen Dicken-bereich sich die Angabe der Schweieignung bezieht. Werk-stoff-Nummern in Klammern stimmen nicht genau mit der Be-zeichnung berein.Elektronenstrahl-Schweieignungvon metallischen WerkstoffenErsetzt A

17、usgabe Juni 1988September 2013MerkblattDVS 3204B974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FA2DEF1929BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2016-11Seite 2 zu DVS 32045 Elektronenstrahl-Schweieignung verschiedener WerkstoffgruppenTabelle 1. Elektronenstrahl-Schwei

18、eignung von Sthlen.Werkstoff-Nr. Bezeichnung alt (DIN) Bezeichnung (EN) Schweieignung erprobte NahttiefeDINWerkstoff-Leistungsbltter mm1.0036 U-St 37-2 S235JRG1 (entfllt) C 1.0038 R-St 37-2 S235JR B 201.0044 R St 44-2 S275JR B 201.0050 St 55-2 E295 B 101.0060 St 60-2 E335 B 101.0070 St 70-2 E360 B 1

19、01.0116 St 37-3 S235J2G3 (entfllt) A 201.0144 St 44-3 S275J2G3 (entfllt) A 201.0307 StE 210.7, L21 0 A 201.0338 St 14 DC04 A 61.0401 C 15 A 101.0402 C 22 C22 B 401.0460 C 22.8 C22G2 B 551.0449 Feinkornbaustahl TM 7 A 201.0526 C 45 C45 (1-0503) B 51.0570 St 52-3 S355J2G3 (entfllt) A 201.1141 1.1144 C

20、k 15 C15E A 1001.1170 28 Mn 6 28Mn6 A 141.1173 Ck 34 B 101.1181 1.1174 Ck 35 C35E B 101.1191 1.1194 Ck 45 C45E B 101.1221 Ck 60 C60E B 251.2003 75 Cr 1 R 21.2067 100 Cr 6 102Cr6 B 11.2241 51 CrV 4 51CrMnV4 B 21.2713 55 NiCrMoV 6 55NiCrMoV7 B 21.3249 S2-9-2-8 A*) 121.3342 SC 6-5-2 HS6-5-2C A*) 121.33

21、43 S6-5-2 HS6-5-2 A*) 121.3355 S18-0-1 HS18-0-1 B 101.3505 100 Cr 6 100Cr6 B 11.3964 X 2 CrNi Mu Mo N Nb 21-16-5-3 A 81.4003 X 2 CrNi 12 A 121.4006 X 10 Cr 13 Xl2Cr13 A 201.4008 G-X 12 Cr 14 GX8CrNi13 A 101.4016 X 8 Cr 17 X6Cr17 A 101.4021 X 20 Cr 13 X20Cr13 A 101.4057 X 22 CrNi 17 X17CrNi16-2 A 101

22、.4106 X 10 CrMo 13 B 201.4122 X 35 CrMo 17 X39CrMo17-1 A 2,51.4301 1.4314 X 5 CrNi 18 10 X5CrNi18-10 A 501.4303 X 5 CrNi 18 12 X4CrNi18-12 A 51.4305 X 10 CrNi S 18 9 X8CrNiS18-9 B 5(1.4310) 1.4304 X 12 CrNi 18 9 X10CrNi18-8 A 101.4313 X 5 CrNi 13 4 X3CrNiMo13-4 A 501.4316 X 2 CrNi 19 9 X2CrNi20 10 K

23、E A 35B974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FA2DEF1929BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2016-11Seite 3 zu DVS 3204Werkstoff-Nr. Bezeichnung alt (DIN) Bezeichnung (EN) Schweieignung erprobte NahttiefeDINWerkstoff-Leistungsbltter mm1.4362 X2CrNiN23-4 B 3

24、01.4401 X 5 CrNiMo 17 12 2 X5CrNiMo17-12-2 B 501.4404 X 2 CrNiMo 17 13 2 X2CrNiMo17-12-2 B 501.4462 X 2 CrNiMoN 22 5 3 X2CrNiMoN22-5-3 B 301.4501 X2CrNiMoCuWN25-7-4 B 301.4507 X2CrNiMoCuN25-6-3 B 301.4532 1.4574 X 7 CrNiMoAl 15 7 2 X8CrNiMoAl15-7-2 A 101.4534 X 3 CrNiMoAl 13 8 2 A 51.4541 1.4544 X 6

25、 CrNiTi 18 10 X6CrNiTi18-10 A 501.4542 1.4548 X 5 CrNiCuNb 17 4 X5CrNiCuNb16-4 A 101.4549 X 4 CrNiCu 16 4 3 A 51.4550 1.4546 X 6 CrNiNb 18 10 X6CrNiNb18-10 B 501.4568 X 7 CrNiAl 17 7 X7CrNiAl17-7 A 101.4564 X 5 CrNiNb 18 10 B 51.4571 X 6 CrNiMoTi 17 12 2 X6CrNiMoTi17-12-2 B 501.4580 X 6 CrNiMoNb 17

26、12 2 X6CrNiMoNb17-12-2 B 501.4581 G-X 7 CrNiMoNb 18 10 GX5CrNiMoNb19-11-2 B 51.4583 X 10 CrNiMoNb 18 12 B 101.4841 X 15 CrNiSi 25 20 X15CrNiSi25-21 B 5(1.4911) X 8 CrCoNiMo 11 A 101.4913 X 19 CrMoVNb 11 1 A 201.4923 G-X 14 CrCoMo 12 10 A 101.4928 G-X 12 CrNiMoCo 12 3 2 B 51.4931 G-X 22 CrMoV 12 1 GX

27、23CrMoV12-1 A 101.4933 X 12 CrNiMo 12 2 2 B 5(1.4938) X 12 CrNiMo 12 A 01.4939 X 10 CrNiMo 12 2 2 B 51.4944 X 6 NiCrMoTi 25 15 2 A 101.4948 X 6 CrNi 18 11 X6CrNi18-10 A 501.4957 G-X 15 CrNiCo 21 20 20 B 51.4974 X 10 CrN1 Co 21 20 19 B 51.4980 X 5 NiCM 26 15 A 101.4981 X 8 CrNiMoNb 16 16 A 51.5415 15

28、Mo3 16Mo3 A 201.5860 13 NiCr 18 A 101.5919 1.5924 15 CrNi 6 A 101.5920 1.5934 18 CrNi 8 A 101.6351 G-X 2 NiCoMoTi 17 10 A 51.6354 X 2 NiCoMoTi 18 9 5 A 51.6356 X 2 NiCoMoTi 18 12 4 A 21.6358 X 2 NiCoMo 18 9 5 A 101.6359 X 2 NiCoMo 18 8 5 A 101.6587 17 CrNiMo 6 18CrNiMo7-6 A 101.6604 30 CrNiMo 8 B 10

29、1.6723 15 NiCrMo 16 5 A 101.6757 20 NiMoCr 6 A 81.6780 15NiCrMo10-6 B 201.6905 G-X 7 CrNiNb 18 10 A 301.6944 40 NiCrMo 8 3 B 5B974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FA2DEF1929BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2016-11Seite 4 zu DVS 3204*) = im weichgeglh

30、ten ZustandTabelle 2. Elektronenstrahl-Schweieignung von Kupferwerkstoffen nach DIN CEN/TS 13388.*) = Der Sauerstoffgehalt bei Cu-OF und Cu-OFE muss vom Hersteller so eingestellt werden, dass der Werkstoff die Anforderungen zur Wasserstoff-bestndigkeit nach DIN EN 1976 erfllt. Bei Cu-OFE darf der ma

31、ximale P-Anteil von 3 ppm nicht berschritten werden.*) = keine Wrmebehandlung 200C anschlieen *) = nachfolgende Wrmebehandlung mit Lsungsglhen, Schnellstabschreckung sowie Warmauslagerung erforderlich zur Erzielung des Lieferzustandesdes GrundwerkstoffesWerkstoff-Nr. Bezeichnung alt (DIN) Bezeichnun

32、g (EN) Schweieignung erprobte NahttiefeDINWerkstoff-Leistungsbltter mm(1.6960) X 2 CrNiCoMo 13 8 5 B 101.6964 X 2 CrNiCoMo 12 8 5 B 51.6974 X 30 NiCo 8 B 51.7131 16 MnCr 5 16MnCr5 A 1001.7147 20 MnCr 5 20MnCr5 A 101.7214 25 CrMo 4 2 B 51.7220 34 CrMo 4 34CrMo4 B 251.7225 42 CrMo 4 42CrMo4 B 201.7254

33、 25 CrMo 4 3 B 5(1.7273) 24 CrMo 12 B 101.7321 20 MoCr 4 20MoCr4 A 81.7335 13 CrMo 4 4 13CrMo4-5 A 501.7337 16 CrMo 4 4 A 301.7380 10 CrMo 9 10 10CrMo9-10 A 100(1.7711) 42 CrMoV 4 40CrMoV4-7 B 101.7734 15 CrMoV 6 1 A 101.7737 45 CrMoV 6 7 A 21.7784 40 CrMo 20 B 51.8519 1.8514 31 CrMoV 9 B 101.8544 3

34、2 AlCrMo 4 B 101.8902 StE 420 S420N A 20G-X 14 CrCoMo 12 10 A 10X 15 CrNiMo 11 A 10X 20 WCr 10 3 B 10Sint-D30 (nach DIN 30910-4) B 3Werkstoffbezeichnung Schweieignung Erprobte Nahttiefe bisKurszeichen Nummer mmCu-OF*) CW008A A 25*)Cu-OFE*) CW009A A 25*)Cu-HCP CW021A B 40*) Cu-DHP CW024A B 25*)CuCr1Z

35、r CW106C B 15*)CuAl5As CW300G A 18CuAl8Fe3 CW303G A 18CuAl10Ni5Fe CW307G A 50CuSn4 CW450K A 5CuSn6 CW452K A 5CuSn8 CW453K A 5CuSn12Pb CC483K A 55 CuNi10Fe1Mn CW352H A 20CuNi30Mn1Fe CW354H A 27B974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FA2DEF1929BEST BeuthStanda

36、rdsCollection - Stand 2016-11Seite 5 zu DVS 3204Tabelle 3. Elektronenstrahl-Schweieignung von Nickel und Kobaltwerkstoffen.Tabelle 4. Elektronenstrahl-Schweieignung von Aluminiumwerkstoffen.Werkstoff-Nr. Bezeichnung US-Bezeichnung Schweieignung erprobte NahttiefeDINWerkstoff-Leistungsbltter mm2.4360

37、 NiCu 30 Fe Monel 400 B 32.4375 2.4374 NiCu 30 Al Monel K-500 A 52.4605 NiCr 23 Mo 16 Al B 102.4610 NiMo 16 Cr 16 Ti HASTELLOY C-4 B 102.4634 NiCo 20 Cr 15 Mo 5 Al NIMONIC 103 B 102.4650 NiCo 20 Cr 20 Mo 6 Ti NIMONIC 263 B 52.4654 NiCr 19 Co 14 Mo 4 Ti NIMONIC 90 B 52.4662 NiFe 35 Cr 13 Mo 6 Ti INCO

38、LOY90 B 52.4665 NiCr 22 Fe 18 Mo 9 HASTELLOY B 52.4668 NiCr 19 NbMo INCONEL 71 A 102.4670 G-NiCr 13 Al 6 MoNb IN - 713 A 102.4674 G-N iCo 15 Cr 10 Al MoT4 IN -100 B 102.4819 NiMo 16 Cr 15 W HASTELLOY C 276 B 102.4856 NiCr 70 30 INCONEL 625 A 252.4858 NiCr 21 Mo INCONEL 825 A 302.4951 2.4630 NiCr 20

39、Ti NIMONIC 75 A 102.4952 2.4631 NiCr 20 TiAl NIMONIC 80 A A 102.4964 CoCr 20 W 15 Ni 10 MULTIMET 155 A 102.4969 2.4632 NiCr 20 Co 18 Ti NIMONIC 90 B 10Werkstoff-Nr. Bezeichnung Int. Leg. Register Nr. Schweieignung erprobte NahttiefeDINWerkstoff-Leistungsbltter mm3.0205 AI 99 1200 A 53.0255 AI 99,5 1

40、050A A 53.0275 Al 99,7 1070A A 53.0285 Al 99,8 1080A A 53.0515 AlMn1 3103 A 53.0525 AIMn1Mg0,5 3005 A 53.1325 3.1324 AlCuMg1 2017A B 53.1355 3.1354 AlCuMg2 2024 A 103.1841 G-AICu4Ti B 53.2161 G-AISi8Cu3 A 53.2162 GD-AlSi8Cu3 C 53.2315 AlMgSi1 6082 B 403.2371 G-AISi7Mg A 5(3.2383) GD-AISi10Mg(Cu) C 7

41、,53.2581 G-AISI12 A 403.3211 3.3214 AlMg1SiCu 6061 A 33.3241 G-AiMg3Si B 53.3261 G-AIMg5Si A 53.3315 AlMg1 5005A B 53.3523 3.3524 AlMg2,5 5052 B 53.3527 AlMg2Mn0,8 5049 B 53.3535 AlMg3 5754 B 353.3541 G-AIMg3 B 353.3547 AlMg4,5Mn 5083 A 50B974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65

42、CD15BE74F0686BD19CFC1FA2DEF1929BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2016-11Seite 6 zu DVS 3204Tabelle 5. Elektronenstrahl-Schweieignung von Titanwerkstoffen.Tabelle 6. Elektronenstrahl-Schweieignung von unterschiedlichen Metallkombinationen (ohne Sondermetalle).Werkstoff-Nr. Bezeichnung Int. Leg. R

43、egister Nr. Schweieignung erprobte NahttiefeDINWerkstoff-Leistungsbltter mm3.3555 AlMg5 5056A A 103.4335 AlZn4,5Mg1 7020 C 3.4345 3.4344 AlZnMgCu0,5 7022 C 3.4365 AlZnMgCu1,5 7075 C 6AlZn6CuMgZr B 6AlLi A 3Werkstoff-Nr. Bezeichnung Schweieignung erprobte NahttiefeDINWerkstoff-Leistungsbltter mm3.702

44、5 3.7024 Ti 1 A 503.7035 3.7034 Ti 2 A 503.7055 Ti 3 A 503.7065 3.7064 Ti 4 A 503.7105 TiNi 0,8 Mo 0,8 A 503.7115 3.7114 TiAI 5 Sn 2,5 A 253.7124 TiCu 2 A 253.7134 TiAl 8 Mo 1 V 1 A 503.7144 TiAl 6 Zr4 Mo2 Sn 2 B 253.7145 3.7148 TiAI 6 Zr4 Mo 2 Sn 2 Si B 253.7155 3.7154 TiAl 6 Zr 5 Mo 0,5 Si B 253.7

45、165 3.7164 TiAl 6 V 4 A 503.7175 3.7174 TiAl 6 V 6 Sn 2 B 253.7185 3.7184 TiAl 4 Mo 4 Sn 2 C 3.7195 3.7194 TiAl 3 V 2,5 A 503.7225 Ti 1 Pd A 503.7235 Ti 2 Pd A 503.7255 Ti 3 Pd A 50Werkstoff-Nr. Bezeichnung Schweieignung erprobte NahttiefeDINWerkstoff-Leistungsbltter mm1.0307 mit2.0090StE 210.7 mit

46、Cu-DHP (CW024A) B 71.0338 mit1.6757St 1403/DC 04 mit20 NiMoCr 6B 61.0338 mit1.7321St 1403/DC 04 mit20 MoCr 4A 61.0401 mit1.1173C 15 mitCk 34B 101.0402 mit1.7131C 22 mit16 MnCr 5B 71.0449 mit1.4006Feinkornbaustahl TM mitX 10 Cr 13B 1301.0526 mit1 2067 bzw.1.3505C 45 mit100 Cr 6B 3,51.0570 mit1.1170St

47、 52-3 mit28 Mn 6A 14B974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FA2DEF1929BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2016-11Seite 7 zu DVS 3204Werkstoff-Nr. Bezeichnung Schweieignung erprobte NahttiefeDINWerkstoff-Leistungsbltter mm1.0570 mit1.7321St 52-3 mit20 MoCr

48、4A 61.1141 mit1.4541Ck 15 mitX 6 CrNiTi 18 10B 31.1141 mit2.4360Ck 15 mitNiCu 30 FeB 31.1141 mit2.4610Ck 15 mitNiMo 16 Cr 16 TiB 31.1170 mit1.890228 Mn 6 mitStE 420A 301.1191 mit1.3343Ck 45 mitS6-5-2B 101.2003 mit1.334275 Cr 1 mitSC 6-5-2A 2,51.2067 bzw.1.3505 mit1.4301100 Cr 6 mitX 5 CrNi 18 10B 11.2067 bzw.1.3505 mit1.7220100 Cr 6 mit34 CrMo 4B 21.2241 mit1.324950 CrV 4 mitS2-9-2-8A 2,51.2713 mit1.431655 NiCrMoV 6 mitX 2 CrNi 19 9A 1,51.3343 mit1.7737S 6-5-2 mit45 CrMoV 6 7A 31.4006 mit2.4952X 10 Cr 13 mitNiCr 20 MAIB 61.4006 mit1.7335X 10 Cr 13 mit13 CrMo 4 4A 201.4021 mit1.7380