🔩 Biegeprüfung von Schweißverbindungen — Querbiegung mit Decklage im Zug, mit Wurzel im Zug und Seitenbiegung

Werkstoffe und ZfP PN-EN ISO 5173

Übersicht

Die Norm legt ein Verfahren zur Durchführung von Querbiegeprüfungen mit der Wurzel im Zug, mit der Decklage im Zug sowie von Seitenbiegeprüfungen an Proben fest, die aus Stumpfnähten, Stumpfnähten mit Plattierung (Nähte in plattierten Blechen und Auftragschweißungen) sowie aus Auftragschweißungen ohne Stumpfnaht entnommen werden — um Unregelmäßigkeiten an oder nahe der Oberfläche der Probe sichtbar zu machen, die beim Biegen auf Zug beansprucht wird, und um die Verformungsfähigkeit zu beurteilen. Die Norm gibt außerdem die Probenmaße an.

Zusätzlich legt sie Verfahren fest, die anstelle von Querbiegeprüfungen mit Biegedorn für Schweißverbindungen anzuwenden sind, bei denen sich Grundwerkstoffe, Wärmeeinflusszonen oder Schweißgut hinsichtlich ihrer physikalischen und mechanischen Eigenschaften beim Biegen erheblich unterscheiden. Die Norm gilt für metallische Werkstoffe in allen Erzeugnisformen mit Verbindungen, die nach beliebigen Schweißprozessen hergestellt wurden. Die dritte Ausgabe ISO 5173:2023 hat die Ausgabe von 2009 ersetzt.

Die Probenarten haben eigene Kurzzeichen, u. a. TFBB — Querbiegeprobe mit Decklage im Zug für eine Stumpfnaht (Decklage auf Zug) und die Biegeprobe mit Wurzel im Zug (Wurzel auf Zug). Die Maße werden durch Symbole beschrieben: b — Probenbreite, Lt — Gesamtlänge der Probe, ts — Probendicke, t — Werkstoffdicke, d — Durchmesser des Biegedorns oder der inneren Rolle, l — Abstand zwischen den Rollen, R — Rollenradius, α — Biegewinkel. Die Biegeprüfung gehört zum Standardumfang der Prüfungen an Prüfstücken: In der Präsentation der Technischen Universität Lublin sind für eine Stumpfnaht 4 Querbiegeproben vorgesehen.

Prinzip der Methode

Eine quer oder längs aus einer Schweißverbindung entnommene Probe wird durch Biegen ohne Umkehr der Biegerichtung plastisch so verformt, dass eine der Oberflächen oder einer der Querschnitte der Verbindung auf Zug beansprucht wird. Die Temperatur, bei der die Prüfung durchgeführt wird, wird im Prüfbericht angegeben; die Prüfgeschwindigkeit sollte konstant sein und — sofern bekannt — ebenfalls angegeben werden. Die Prüfung erfolgt nach einem der in Abschnitt 7 der Norm beschriebenen Verfahren (u. a. Biegen mit Biegedorn sowie alternative Verfahren für Verbindungen mit großem Unterschied der Eigenschaften der Zonen). Die Proben werden so vorbereitet, dass die Vorbereitung weder den Grundwerkstoff noch das Schweißgut beeinflusst.

Anwendungen

• Qualifizierung von Schweißverfahren und Schweißerprüfung (Prüfung von Prüfstücken)
• Beurteilung der Verformungsfähigkeit der Verbindung und Sichtbarmachen von Oberflächenunregelmäßigkeiten: Risse, Bindefehler, ungenügende Durchschweißung
• Prüfung von Stumpfnähten, Nähten in plattierten Blechen und Auftragschweißungen
• Abnahmeprüfung geschweißter Konstruktionen und Rohrleitungen
• Beurteilung von Verbindungen aus Werkstoffen mit unterschiedlichen Eigenschaften der Zonen (alternative Verfahren zum Biegen mit Biegedorn)

Schlüsselparameter

Norm

Normnummer

PN-EN ISO 5173:2023-06

Titel (PL)

Badania niszczące spoin w materiałach metalowych — Badanie na zginanie

Title (EN)

Destructive tests on welds in metallic materials — Bend tests

Schritt-für-Schritt-Verfahren

1. Probenentnahme

   Proben quer oder längs aus einer Stumpfnaht, einer Verbindung mit Plattierung oder aus einer Auftragschweißung entnehmen; die Probenart (Decklage, Wurzel, Seite) nach Prüfzweck und Werkstoffdicke wählen.

2. Probenvorbereitung

   Die Proben so vorbereiten, dass die Vorbereitung weder den Grundwerkstoff noch das Schweißgut beeinflusst; Maße und Kantenradien gemäß den Bildern und Tabellen der Norm einhalten.

3. Wahl des Verfahrens

   Das Prüfverfahren unter den in Abschnitt 7 der Norm beschriebenen wählen — Biegen mit Biegedorn oder ein alternatives Verfahren, wenn sich Grundwerkstoffe, WEZ oder Schweißgut in ihren Biegeeigenschaften erheblich unterscheiden.

4. Einrichten der Vorrichtung

   Durchmesser des Biegedorns oder der inneren Rolle d, Rollenabstand l und Rollenradius R gemäß den Anforderungen für den geprüften Werkstoff und die Dicke wählen.

5. Biegen

   Die Probe ohne Umkehr der Biegerichtung biegen, bis eine der Oberflächen oder einer der Querschnitte der Verbindung auf den geforderten Winkel α gedehnt ist; die Prüfgeschwindigkeit konstant halten.

6. Aufzeichnung der Bedingungen

   Die Prüftemperatur und — sofern bekannt — die Prüfgeschwindigkeit aufzeichnen (Anforderung von Abschnitt 9 der Norm).

7. Beurteilung

   Die auf Zug beanspruchte Oberfläche der Probe besichtigen und sichtbar gewordene Unregelmäßigkeiten (Risse, Bindefehler, ungenügende Durchschweißung) mit Lage und Größe festhalten.

8. Prüfbericht

   Identifikation der Verbindung und der Proben, Prüfart, Biegeparameter (d, l, R, α), Prüftemperatur und -geschwindigkeit sowie das Ergebnis der Beurteilung angeben.

Erforderliche Geräte und Apparatur

Arbeitsschutz und Sicherheit

• Hohe Biegekräfte und möglicher Bruch der Probe — Schutzabdeckung des Arbeitsbereichs, Schutzbrille
• Herausschleudern von Bruchstücken bei spröden Verbindungen — nicht in der Biegeachse stehen
• Scharfe Kanten der Proben nach dem Trennen — Handschuhe, Kanten gemäß der Anforderung an den Radius r abrunden
• Trennen und Fräsen der Proben — Schutzeinrichtungen, Kühlung, Späneabsaugung

Häufige Fragen