Oxideinschluss
Oxideinschlüsse sind feste, nichtmetallische Sauerstoffverbindungen (z. B. Al₂O₃, SiO₂), die im Schmelzbad entstehen und in der erstarrten Naht eingeschlossen bleiben. Sie wirken wie innere Kerben: Sie stören den Kraftfluss, mindern die Zähigkeit und können zu Rissen führen.
Physikalisch-chemischer Wirkmechanismus
Oxideinschlüsse entstehen, wenn Sauerstoff im Schmelzbad mit Elementen wie Aluminium, Silicium, Mangan oder Titan reagiert. Diese Reaktion bildet feste Oxidpartikel. Normalerweise steigen diese Partikel als Schlacke an die Oberfläche. Wenn die Schmelze zu schnell erstarrt oder die Schlacke nicht vollständig entfernt wird, bleiben die Partikel in der Naht gefangen. Sie sind spröde und haben eine andere Wärmeausdehnung als der Stahl. Dadurch entstehen Spannungsspitzen an den Partikelgrenzen.
Metallurgische Relevanz & Risiken beim Schweißen
Oxideinschlüsse wirken als innere Kerben. Sie verringern die Kerbschlagzähigkeit und die Dauerfestigkeit der Schweißnaht. Bei dynamischer Belastung können von diesen Einschlüssen Risse ausgehen. Besonders gefährlich sind linienförmige oder flächige Einschlüsse, weil sie den Querschnitt schwächen. In hochfesten Stählen können Oxideinschlüsse zu Sprödbrüchen führen. Auch die Korrosionsbeständigkeit nimmt ab, weil die Einschlüsse Angriffspunkte für lokale Korrosion bilden.
Werkstattpraxis & Handlungsanweisungen
Vermeide Oxideinschlüsse durch saubere Nahtflanken: Entferne Rost, Zunder, Fett und Farbe gründlich mit Schleifen oder Bürsten. Nutze ein geeignetes Schutzgas mit ausreichendem Durchfluss (z. B. Argon oder Mischgas, 10–15 l/min) um Sauerstoffzutritt zu verhindern. Führe die Elektrode oder den Draht gleichmäßig, damit die Schlacke aufschwimmen kann. Bei mehrlagigem Schweißen entferne nach jeder Lage die Schlacke vollständig mit Schlackenhammer und Drahtbürste. Halte die Vorwärmtemperatur und Zwischenlagentemperatur im vorgeschriebenen Bereich, um eine zu schnelle Erstarrung zu vermeiden. Kontrolliere die Naht nach dem Schweißen visuell und mit zerstörungsfreien Prüfverfahren auf Einschlüsse.