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Aufhärtung durch Plasma und was sagt die DIN EN 1090 dazu?
Im Rahmen der DIN EN 1090 spielt das Thema der Aufhärtung eine bedeutende Rolle. Je kritischer die Bauteilklasse, desto weniger Aufhärtung der Schneidflanken darf ein Teil besitzen. Jedes thermische Schneidverfahren bringt jedoch eine spezifische Aufhärtung mit sich. Thermische Schneidverfahren sind in dieser Frage ganz natürlich schlechter gestellt als das Wasserstrahlschneiden, welches die Schnittaufhärtung am geringsten beeinflusst. Der Zuschnittbetrieb muss im Rahmen der DIN EN 1090 nachweisen, dass das von ihm eingesetzte Verfahren, die zulässigen Grenzwerte einhält.
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Aufhärtung von Plasmazuschnitten beim Unterwasserschneiden
Thermische Schneidverfahren bringen eine hohe Energie in das Material ein, so dass die Schnittränder zwangsweise aufhärten und das Materialgefüge in der Randzone verändert wird. Dabei sprechen wir von den beiden Einflüssen, der Aufhärtung und der Gefügeveränderung durch die Wäremeinflusszone.
Um den thermischen Einfluss gering zu halten, wurden Plasmazuschnitte untersucht, die unter Wasser geschnitten wurden. Es wurde ein Stahl der Güte S235 mit 50 mm Dicke mit einer 400 A Plasmaschneidanlage mit Sauerstoff-Stickstoff-Gemisch unter Wasser getrennt. Durch die anschließende Werkstoffuntersuchung wurde folgendes festgestellt:
Unterwasserschnitte besitzen härtere Schneidflanken, jedoch kleinere Aufhärtungszonen als Trockenschnitte.
Durch die schnelle zusätzliche Wasserkühlung erfolgt eine stärkere Aufhärtung des Materials als beim Trockenschnitt.
Gefügeveränderung beim Unterwasserschnitt:
Beim Plasmaschnitt im Wasserbrenntisch bzw. Unterwasser war die Gefügeveränderung nicht so stark ausgeprägt und auch nicht so weit in das Material hineinstrahlend, wie beim Plasma-Trockenschnitt.
Ob die Aufhärtung beim Trockenschnitt noch zulässig ist, hängt vom individuellen Einsatzfall und der weiteren Verwendung ab.
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Aufhärtungsprobleme beim Gewindeschneiden
Werden Innenbohrungen mit Plasma erzeugt, so ist ein Gewindeschneiden je nach Durchmesser zum Teil noch möglich, wobei nicht auszuschließen ist, dass bei manchen Durchmessern und Aufhärtungsstärken ein Abbrechen oder stärkeres Abnutzen des Werkzeugs erfolgt (wir haben von M5 bis M12 gute Erfahrungen gemacht) - mit anderen Worten:
Aufhärtung kann beim Gewindeschneiden zum Problem werden.
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Verschweißbarkeit von Zuschnitten
Die Gefügeveränderung im Randzonenbereich kann zum Problem werden, wenn die Teile im Nachgang verschweißt werden sollen. An den betroffenen Stellen besitzt das Material andere Werkstoffeigenschaften, so dass Schweißnähte im Nahbereich der Schneidflanke unerwünschtes Verhalten aufzeigen können. Dies gilt umso mehr für autogen geschnittene Brennteile.
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Beschichtung der Zuschnitte
Die Aufhärtung muss auch unter dem Gesichtspunkt des Rostschutzes betrachtet werden, der für Gebäudeteile von hoher Bedeutung ist.
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Fazit zur Aufhärtung beim Plasmaschneiden:
Unterwasserschnitte besitzen härtere Schneidflanken, jedoch kleinere Aufhärtungszonen als Trockenschnitte. Aufhärtung kann beim Gewindeschneiden zum Problem werden.
Die Gefügeveränderung im Randzonenbereich kann beim Schweißen zum Problem werden, ist bei Plasmazuschnitten jedoch i.d.R. geringer ausgeprägt als bei Autogenzuschnitten.
