Schweißrestspannungen entstehen zwangsläufig durch:

• Fließ- und Umlenkungsströmungen während des Schweißprozesses und
• Schrumpfspannungen beim Abkühlprozess.

Schweißrestspannungen werden wesentlich verstärkt durch die Nichteinhaltung der richtigen Schweißparameter bzw. die Nichtbeachtung von Umgebungseinflüssen.

Zu hohe Schweißrestspannungen können die Festigkeit und Lebensdauer einer Schweißnaht erheblich herabsetzen und damit zu frühzeitigem Versagen führen. Bei Schweißungen entsprechend den DVS-Richtlinien bewegen sich die Schweißrestspannungen erfahrungsgemäß im unkritischen Bereich.

• Wurden die Rohrenden rechtwinklig abgetrennt?
• Wurde die Oxidschicht entfernt?
• Wurden Schweißtemperatur, -druck und –-zeiten richtig ermittelt?
• Wurden hierbei Umgebungseinflüsse (z.B. Feuchtigkeit, Wind, Temperatur etc.) berücksichtigt?
• Ist die Rundheit der Rohrenden sichergestellt (ovale Rohrenden sind durch geeignete Rückformvorrichtungen zu richten)?
• Sind die Halbzeuge zertifiziert und kalibriert?
• Wurden Schweißtemperatur, -…

Heizelement-Stumpfschweißen

Die Verbindungsflächen der zu schweißenden Rohre werden am Heizelement unter Druck angewärmt und nach Entfernen des Heizelementes zusammengefügt.

Heizwendel-Muffenschweißen

Elektroschweißfittings sind mit integrierten Widerstandsdrähten ausgerüstet, die beim Schweißvorgang mit elektrischem Strom beaufschlagt werden.

• Rundheit der Rohre überprüfen (ggf. korrigieren)
• Rohrenden axial in den Schweißschlitten einspannen
• Rohrenden mit dem Planhobel spanend bearbeiten und evtl. reinigen
• Planparallelität und Rohrversatz überprüfen (ggf. korrigieren)
• Heizelement reinigen
• Heizelementtemperatur überprüfen

Vom Ringbund abgerollte PE-HD-Rohre sind oftmals …

Zum Anwärmen müssen die Flächen mit geringem Druck am Heizelement anliegen. Dazu wird der Druck auf nahe null (≤ 0,02 N/mm²) abgesenkt.

Beim Anwärmen dringt die Wärme in die zu schweißenden Flächen ein und bringt diese auf Schweißtemperatur.

Nach dem Anwärmen sind die Fügeflächen vom Heizelement zu lösen. Das Heizelement ist ohne Beschädigung und Verschmutzung der erwärmten Fügeflächen herauszunehmen. Die Fügeflächen sind danach schnell bis unmittelbar vor der Berührung zusammenzufahren.

Die Umstellzeit soll so klein wie möglich gehalten werden, da sonst die plastifizierten Flächen erkalten. Die Schweißnahtqualität würde dadurch nachteilig beeinflusst.

• Stumpfschweißschlitten
• Datenaufzeichnungsgerät (mit Außentemperaturfühler, Druckaufnehmer etc.)
• Hydraulikaggregat
• Planhobel
• Heizelement

Der Schweißbereich ist vor ungünstigen Witterungseinflüssen (z. B. Feuchtigkeitseinwirkung und Temperaturen unter +5°C) zu schützen.

Geeignete Maßnahmen hierfür sind:

• Vorwärmen
• Einzelten
• Beheizen

Vor Beginn der Schweißarbeiten ist die zum Schweißen notwendige Heizelementtemperatur zu kontrollieren. Dies erfolgt z. B. mit einem schnellanzeigenden Temperaturmessgerät für Oberflächenmessungen. Die Kontrollmessung muss innerhalb der dem Halbzeug entsprechenden Fläche des Heizelementes erfolgen.

Damit sich ein thermisches Gleichgewicht einstellen kann, darf das Heizelement frühestens 10 Minuten nach Erreichen der Solltemperatur …

Bei der visuellen Prüfung werden Stumpfschweißungen im Hinblick auf folgende Gesichtspunkte untersucht:

• Die Schweißwülste sollen gleichmäßig rund und überall sichtbar sein.
• Alle Wülste sollen annähernd gleich groß sein.
• Die Wulstoberflächen sollen glatt sein.
• Die Wülste sollen möglichst kerbfrei sein.
• Der Rohrversatz darf 10% der Rohrwanddicke nicht überschreiten.

Bei PE-Schweißungen können verschiedene Fehler auftreten, die sich mittels Ultraschallprüfung entsprechend DVS 2203 zerstörungsfrei finden lassen.

Hierzu zählen Bindefehler an der Innen- bzw. Außenoberfläche oder im Querschnitt sowie Versätze.

Es lassen sich prinzipiell zwei Bruchflächenarten unterscheiden:

• spröde Brüche zeichnen sich durch glatte Flächen aus und weisen auf eine schlechte bzw. ungenügende Schweißung hin,
• duktile Bruchflächen haben eine verstreckte Struktur und deuten auf eine gute Schweißung hin.

Bei glatten Bruchflächen konnten sich die Molekülketten nicht bzw. nur sehr wenig in den Grenzflächen der beiden Fügepartner vermischen (z. B. durch …

Die Schweißarbeiten sind zu überwachen. Art und Umfang der Überwachung muss zwischen den Vertragspartnern vereinbart werden. Es wird empfohlen, die Verfahrensdaten in Schweißprotokollen oder auf Datenträgern zu dokumentieren [DVS 2207-1 ].

Da die Sollwerte aus den Normen und Regelwerken dem Schweißer bekannt sind, werden diese i.d.R. immer innerhalb der vorgegebenen …

• Falsche Berechnung des Schweißdrucks
• Nichteinhaltung der Anwärm-, Umstell-, Fügedruckaufbau- und Abkühlzeit
• Nichteinhaltung der Schweißtemperatur (zu hoch oder zu tief)
• Maschine defekt
• Maschine nicht kalibriert
• Eingestellter Schweißdruck kann nicht aufrecht erhalten werden (z. B. durch undichte Kolbendichtungen)
• Verunreinigte Fügeflächen
• Falsche Werkstoffpaarung
• Materialrückstände am Heizelement

Die entstehenden äußeren und inneren Schweißwülste, auch Schweißraupen genannt, werden bei Bedarf entfernt.