Einfluss der Vorwärmung auf das Schweißen von Schmiedestahl AISI 4140

Der niedrig legierte Stahl AISI 4140 ist ein vielseitiger Werkstoff, der häufig im geschmiedeten Zustand verwendet wird. Allerdings stellt das Schweißen dieses Stahls aufgrund seiner hohen Härtbarkeit eine große industrielle Herausforderung dar. Eine Variable mit großem Einfluss auf die endgültigen Eigenschaften des Schweißens von niedrig legiertem Stahl ist die Vorwärmtemperatur, wobei es verschiedene Methoden zur Bestimmung der Vorwärmung gibt, die in einigen Fällen weite und unterschiedliche Temperaturbereiche empfehlen, was zu Zweifeln hinsichtlich des richtigen Schweißverfahrens führt. Um diese Zweifel zu klären, wurden die Berechnung und der Einfluss der Vorwärmtemperatur auf die Qualität von Schweißverbindungen der Legierung AISI 4140 analysiert. Proben aus Stahl AISI 4140 wurden mit dem FCAW (Flux-Cored Arc Welding)-Verfahren bei vier verschiedenen Vorwärmtemperaturen ohne TTPS-Wärmebehandlung nach dem Schweißen geschweißt. Die Ergebnisse zeigten, dass das Vorwärmen einen relevanten Einfluss auf die Mikrostruktur und die mechanischen Eigenschaften der Schweißverbindung hat, wobei mit der richtigen Vorwärmung eine Verbesserung der Duktilität um bis zu 12 % in Verbindung mit einer Erhöhung der mechanischen Festigkeit um 7 % erreicht werden kann.