Hitzeeinflusszone. Lexikon Pharmatechnologie - prozesstechnik online

Lexikon Pharmatechnologie

Hitzeeinflusszone

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Auch: Schweißzone, Wärmeeinflusszone, Abk.: WEZ, engl. Heat Effected Zone, Hitzeanlaufzone, Abk.: HAZ.

Abk.: HEZ.

Der Bereich links und rechts einer Schweißnaht z. B. an Bauteilen aus austenitischen Edelstahllegierungen (je nach Blechwanddicke ca. 10–30 mm zu beiden Seiten), der durch die Aufschmelzung des Schweißbades Temperaturen > 300 °C annimmt (Schmelzbadtemperatur ca. 1.500 °C) und deshalb entsprechend hitzebeeinflusst wird. Dabei ist zu beachten, dass austenitische Edelstahllegierungen eine relativ schlechte Wärmeleiteigenschaft (Wärmeleitung) haben (ca. 50 % von ferritischem Baustahl), weshalb die HEZ bei austenitischem Edelstahl merklich kleiner ist als bei Baustahl.

Abb. H 6: Schematische Darstellung der HEZ links und rechts einer Schweißnaht. (Quelle: G. Henkel)

In der HEZ können infolge thermischer Unterstützung z. B. Diffusionsprozesse (Diffusion) ablaufen, was z. B. bei Mat. 1.4301 zu Chromcarbidbildungen in der HEZ führen kann (Folge ist z. B. Messerlinienkorrosion).

Ungenügende Entfettung vor dem Schweißen kann in der HEZ zu Ölkohlebildung (Ölkohle) (schwarze Beläge) bzw. daraus auch zu (lokalen) Chromcarbidbildungen führen.

Bei Zutritt von Luftsauerstoff beim Schweißen bildet sich in der HEZ eine typische Eisenoxidschicht (Eisenoxid) als Anlauffarbe bzw. im Grenzfall Zunder.

Nahe zur Schweißnaht hin kann in der HEZ auch beobachtet werden, dass Legierungselemente aus dem Materialverband ausdampfen (z. B. Mn bzw. Fe) und dabei — ähnlich Effekten auf der Nahtwulstoberfläche — kleine Krater bilden. Beim Verschweißen von Rohren aus austenitischen Edelstahllegierungen z. B. auf der Innenoberfläche niedergeschlagene Mn- bzw. MnO-Partikel (Braunstein) bilden z. B. die sogenannte (unerwünschte) Manganfahne auf der Rohrinnenoberfläche. Die Mn-Ausdampfung / Sublimation aus dem Schweißbad kann auch bei optimaler Formierung (Formiertechnik) nicht vermieden werden. Bei entsprechender Formiergasgeschwindigkeit erreicht man allenfalls eine großflächigere Verteilung von sublimiertem Mn bzw. Mn-Oxid (Braunstein) auf der Rohrinnenoberfläche, sodass die „Fahne” nicht mehr sichtbar ist.

Die Veränderung der Oberfläche in der HEZ hängt u. a. von der Voroberfläche ab. Mechanisch gefertigte Oberflächen verändern sich i. Allg. nachhaltiger als chemisch gebeizte (Chemisches Beizen) bzw. elektrochemisch polierte Oberflächen. Dies hängt damit zusammen, dass mechanisch gefertigte Oberflächen morphologisch (Morphologie) und topographisch (Topographie) deutlich weniger homogen sind, lokale Verunreinigungen enthalten und v. a. auch erhöhte Luftsauerstoffmengen durch Adhäsion enthalten.

© 2013 – ECV – Lexikon der Pharmatechnologie

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