Normgerechte Erstellung von Schweißanweisungen „WPS“ · voestalpine Böhler Welding DIN EN ISO...

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Elmar Floer

Normgerechte Erstellungvon Schweißanweisungen„WPS“


Agenda

BegriffsbestimmungMotivationNormenreihe DIN EN ISO 15607-15614WPS auf Basis DIN EN ISO 15609-1Normkonforme Schweißanweisung

normkonforme WPS nach EN ISO 15609-12


Begriffsbestimmung

WPS Welding Procedure Spezification SchweißanweisungDie WPS dient als qualifizierte Anleitung für die Ausführung einer Schweißverbindung.Diese Anweisung enthält alle einflussnehmenden, notwendigen Parameter die eineReproduzierbarkeit gewährleisten. Sie dient als strikte Anleitung für den Schweißer.

pWPS Pre Welding Procedure Spezification Vorl. SchweißanweisungDie pWPS dient als zu qualifizierende Anleitung für die Ausf. einer Schweißverbindung.Diese Anweisung enthält vorläufige Parameter um eine Schweißanweisung zuqualifizieren. Sie dient als Anleitung für den Schweißer.

(W) PQR (Welding) Procedure Qualificatin Record VerfahrensprüfungDie (W)PQR ist die Aufzeichnung einer mit einer pWPS durchgeführten Schweiß-verbindung mit Angabe zerstörender und zerstörungsfreier Prüfungen. Liegen dieErgebnisse innerhalb der Vorgaben, so wird aus der pWPS eine qualifizierte WPS.



Agenda

BegriffsbestimmungMotivationNormenreihe DIN EN ISO 15607-15614WPS auf Basis DIN EN ISO 15609-1Normkonforme SchweißanweisungPraxisteil



EN ISO15609

ENISO

15614ENISO

15613

ENISO

15612

ENISO

15611

ENISO

15610

ENISO9609

…

EN 1090 EN 12952

EN 13480

AD 2000EN 13445

…

Grundlage aller Schweißverbindung



Fehlende Angaben:

n Lagenaufbaun Nahtvorbereitung und Methodikn Brenneranstellwinkeln Wasserstoffarmglühenn Wärmeeinbringungsberechnungn Ausziehlänge bzw. Stick-outn Gasdüsendurchmessern Abstand Kontaktdüse – Werkstückn Art des Tropfenübergangesn …

Typische (marktübliche)Schweißanweisungen



Agenda




NormenreiheDIN EN ISO 15607 - 15614

Norm InhaltDIN EN ISO 15607 Allgemeine Regeln

CEN ISO/TR 15608 Richtlinie für die Gruppeneinteilung von metallischen Werkst.

DIN EN ISO 15609 Schweißanweisung

DIN EN ISO 15610 Qualifizierung aufgrund des Einsatzes von geprüften SZW

DIN EN ISO 15611 Qualifizierung aufgrund vorliegender schweißtechn. Erfahrung

DIN EN ISO 15612 Qualifizierung durch Einsatz eines Standardschweißverfahrens

DIN EN ISO 15613 Qualifizierung auf Grund einer vorgezogenen Arbeitsprüfung

DIN EN ISO 15614 Schweißverfahrensprüfung



DIN EN ISO 15607 – 1Einleitung…Schweißen ist als ein spezieller Prozess in der Terminologie der Normen fürQualitätssicherungssysteme anzusehen … entsprechend einer schriftlichenVerfahrensbeschreibung auszuführen sind.

Die Erstellung einer Schweißanweisung gibt die erforderliche Grundlage dafür,stellt allein jedoch nicht sicher, dass die Schweißungen die Anforderungenerfüllen.

Einige Abweichungen, vor allem Unregelmäßigkeiten und Verformungen, könnendurch zerstörungsfreie Prüfungen am fertigen Erzeugnis beurteilt werden.

Metallurgische Abweichungen stellen jedoch ein besonderes Problem dar, weileine zerstörungsfreie Beurteilung der mechanischen Eigenschaften bei demgegenwärtigen Stand der zerstörungsfreien Prüftechnologie unmöglich ist.



CEN ISO/TR 15608Gruppeneinteilung von WerkstoffenNr. Inhalt

1 Unlegierte Stähle mit Streckgrenzen <= 460N/mm² und bestimmter Analyse

2 Thermomechanisch gewalzte Feinkornbaustähle mit Streckgrenzen >360N/mm²

3 Vergütete- und ausscheidungshärtende Feinkornbaustähle (außer niro-Stähle)

4 Niedrig vanadiumlegierte Cr-Mo-(Ni) Stähle

5 Vanadiumfreie Cr-Mo-Stähle (warmfest)

6 Hoch vanadiumlegierte Cr-Mo-(Ni)-Stähle (hoch warmfest)

7 Ferritische, martensitische oder ausscheidungshärtende nichtrostende Stähle

8 Austenitische nichtrostende Stähle

9 Nickellegierte Stähle

10 Austenitische ferritische nichtrostende Stähle (Duplex)

11 Stähle Gruppe 1 mit höherem C-Gehalt



CEN ISO/TR 15608Gruppeneinteilung von WerkstoffenNr. Inhalt

21-26 Aluminium und Aluminiumlegierungen

31-38 Kupfer und Kupferlegierungen

41-48 Nickel und Nickellegierungen



DIN EN ISO 15610 - 15614Qualifizierung von Schweißverfahren

n EN ISO 15610 …des Einsatzes von geprüften Schweißzusätzen

n EN ISO 15611 …schweißtechnischer Erfahrung

n EN ISO 15612 ...Einsatz eines Standardschweißverfahrens

n EN ISO 15613 …vorgezogenen Arbeitsprüfung

n EN ISO 15614 …Schweißverfahrensprüfung



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Wieviel Parametermüssen in eine (normkonforme) WPS?

92 Parameter



Technischer Inhalt einer WPSDIN EN ISO 15609 – 1 (Pkt. 4)4 Technischer Inhalt der Schweißanweisung (WPS)

4.1 Allgemeines

Eine vorläufige Schweißanweisung/Schweißanweisung (pWPS/WPS) muss allenotwendigen Angaben enthalten, die zur Herstellung einer Schweißungerforderlich sind. Die in einer pWPS/WPS erforderlichen Angaben sind in 4.2 bis4.5 wiedergegeben.

ANMERKUNG Für einige Anwendungsfälle kann eine Ergänzung oder Verringerungder Anforderungsliste notwendig sein.

Schweißanweisungen gelten für einen bestimmten Werkstoffdickenbereich sowiefür einen Bereich der Grundwerkstoffe und ebenfalls für Schweißzusätze. EinigeHersteller bevorzugen das Erstellen von zusätzlichen Arbeitsanweisungen fürjede besondere Arbeitsaufgabe als Teil der ausführlichen Fertigungsplanung.



Blanko-WPS



Bezogen auf den Hersteller(Absatz 4.2)

Ø Kennzeichnung desHerstellers;

Ø Kennzeichnung der WPS;

Ø Verweis auf den Berichtüber die Qualifizierungdes Schweißverfahrens(WPQR) oder auf andereDokumente, soweiterforderlich (siehe EN ISO15607:2003, Anhang C).

voestalpine Böhler Welding Germany GmbH

WPS 135-08PQR 147



Bezogen auf den Grundwerkstoff(Absatz 4.3)

4.3.1 Art desGrundwerkstoffes

Ø Kennzeichnung der (des)Werkstoffe(s) undBezugsnorm(en);

Ø Gruppennummer(n) nachCR ISO 15608.

4.3.2 Werkstückmaße

Ø Dickenbereiche derVerbindung;

Ø Außendurchmesser-bereiche für Rohre..

S355JR (EN 10025-2)1.0037

10mmBlechn.a.



Gemeinsam für alle Verfahren(Absatz 4.4)

4.4.1 Schweißprozess

Ø Schweißprozess(e) nach ENISO 4063.

4.4.2 Gestaltung derVerbindung

Ø Eine Skizze der Verbindung/Verbindungsanordnung mitMaßen oder Verweis aufNormen, die solcheAngaben enthalten;

Ø die Raupenfolge ist auf derSkizze anzugeben, wenn siefür die Eigenschaften derSchweißung wesentlich ist.

MAG (135) Eindrahtverfahrenmechanisiert




4.4.3 Schweißposition

Ø AnwendbareSchweißpositionen nach ENISO 6947.

4.4.4Schweißnahtvorbereitung

Ø Methoden der Schweißnaht-vorbereitung, Säubern,Entfetten, einschließlich derangewendeten Verfahren;

Ø Festspannen, Spann-vorrichtungen und Heft-schweißen.

PAStumpfnahtgebrannt+geschliffenStirnseitig heften + vorspannen




SelbstverständlicheAngaben

Ø Datum der Schweißung

Ø Ort der Schweißung

Ø Schweißer

Ø Prüfer/Prüfstelle

31.01.2017Schweißtechnik vaBW, HammRisse, ReinhardtFloer, DVS-PZA Westfalen



Schweißanweisung (oberer Teil)




4.4.5 Arbeitstechnik beimSchweißen

Ø Pendeln, wenn angewendet:Ø a) größte Breite der

Raupe beimHandschweißen;

Ø b) größte Pendelungoder Amplitude,Frequenz undVerweilzeit bei derOszillation für dasmechanischeSchweißen;

Ø Anstellwinkel für denBrenner, die Stab- und/oderDrahtelektrode.

Wurzellage 2-4mmFüllage 4-7mmDecklage 7-10mm

n.a.n.a.

60-90°




4.4.6 Ausfugen

Ø Angewendetes Verfahren;

Ø Tiefe und Form.

4.4.7 Schweißbadsicherung

Ø Verfahren und Art derSchweißbadsicherung,Werkstoff der Schweiß-badsicherung und Maße;

Ø für gasförmigenWurzelschutz, Gase nachEN 439 auswählen.

nicht erforderlichnicht erforderlich

n.a.n.a.




4.4.8 Schweißzusätze

Ø Bezeichnung, Fabrikat(Hersteller undMarkenname);

Ø Maße (Größe);

Ø Handhabung (Trocknung,Beeinflussung durch dieAtmosphäre, Nachtrocknenusw.).

Union K56 (vaBW) EN ISO 14341-A G46 4 M21 4Si1

Ø 1,2mm

n.a.




4.4.9 Elektrische Parameter

Ø Stromart (Wechselstrom(AC) oder Gleichstrom(DC)) und Polung;

Ø Angaben zumPulsschweißen(Maschineneinstellung,Programmauswahl), fallszutreffend;

Ø Bereich der Stromstärke.

= (+)

ohne Puls

70-9070-90120-140120-160




4.4.10 Mechanisches undautomatisches Schweißen

Ø Bereich derVorschubgeschwindigkeit;

Ø Bereich der Draht-/Bandvorschub-geschwindigkeit.

Falls die Einrichtung eineÜberwachung einer dieserEinflussgrößen nicht zulässt,müssen dafür dieEinstelldaten der Maschinefestgelegt werden.

10-1510-1525-3025-30

8-108-1012-1512-15




4.4.11 Vorwärmtemperatur

Ø Die Mindesttemperatur, diebei Beginn und während desSchweißens anzuwendenist;

Ø die niedrigste Temperaturdes Werkstücks vor demSchweißen, wenn keineVorwärmung erforderlich ist.

4.4.12 Zwischenlagen-temperatur

Ø Die höchste und, falls nötig,die niedrigsteZwischenlagentemperatur.

keine / min.5°Ckeine / max.350°C




4.4.13 HaltetemperaturØ Die niedrigste Temperatur,

die in der Schweißzoneaufrechtzuhalten ist, wenndie Schweißungunterbrochen wird.

4.4.14 WasserstoffarmglühenØ Temperaturbereich;Ø Mindesthaltezeit.

4.4.15 Wärmenachbehandl.Ø Der Mindestzeit- und

Mindesttemperaturbereichfür die Wärmenachbehand-lung oder das Aushärtenmuss festgelegt sein.

n.a.ohne

Spannungsarmglühen600°C / 30min (induktiv)max. 250°C/h




4.4.16 Schutzgas

Ø Bezeichnung nach EN 439und, wenn zutreffend,chemischeZusammensetzung,Hersteller undMarkenname.

4.4.17 Wärmeeinbringung

Ø Bereich derWärmeeinbringung (fallsfestgelegt).

Corgon 18 (Linde) EN ISO 14175 M21 Ar+12%Co2

sieheAnlage



Berechnung der Wärmeeinbringungnach DIN EN 1011-1

Lage Wirkungsgrad Strom Spannung Geschwindigkeit Heat-Input[A] [V] [cm/min] [J/cm]

Wurzellage 0,8 80 19 13 93,5Füllage 0,8 120 24 24 96,0Decklage 0,8 150 24 24 120,0



Besondere Anforderungen(Absatz 4.5)

4.5.1 Schweißprozess 111(Lichtbogenhandschweißen)Ø Für Schweißprozess 111 die

Ausziehlänge der verarb.Elektrode oder die Vor-schubgeschwindigkeit.

4.5.2 Schweißprozess 12(Unterpulverschweißen)Ø Anzahl und Anordnung der

Drahtelektrode(n) / Polarität;Ø Der Abstand Kontaktdüse zu

Werkstückoberfläche;Ø Pulver: Bezeichnung;

Hersteller und Markenname;Ø zusätzlicher Zusatzwerkstoff;Ø Bereich der LB-Spannung.




4.5.3 Schweißprozess 13(Metall-Schutzgasschweißen)

Ø Durchflussmenge desSchutzgases undDüsendurchmesser;

Ø Anzahl der Drahtelektroden;

Ø zusätzlicher Zusatzwerkstoff;

Ø Kontaktrohrabstand

Ø Bereich derLBbrennspannung;

Ø Art des Tropfenübergangs.

15-18l/min

10-15mmn

18-2018-2022-2622-26

WL KurzlichbogenFL/DL Sprühlichtbogen




4.5.4 Schweißprozess 14(Wolfram-Schutzgasschweißen)Ø Wolframelektroden: Ø und

Kurzname nach EN 26848;Ø Durchflussmenge Schutz-

gase und DüsenØ;Ø zusätzliche Zusatzwerkstoffe4.5.5 Schweißprozess 15(Plasmaschweißen)Ø Kennwerte Plasmagas,

chem. Analyse, DüsenØ;Durchflussmenge

Ø Durchflussmenge desSchutzgases und DüsenØ;

Ø Brennerart;Ø Kontaktrohrabstand



Letzte Angaben!

Ø Wer war beim Schweißendabei

Ø Name (Schweißaufsicht)

Ø Datum + Unterschrift

Ø Stempel des Nobos



Agenda




WPS



Fragen?



Agenda




Aufgabenstellung!

Erstellen Sie eine vorläufige Schweißanweisung auf Basis folgenderInformationen (nicht definierte Angaben können Sie frei wählen):



Vielen Dank!Elmar FloerAnwendungstechnik DeutschlandT. +49 2381 271-637M. +49 172 [email protected]


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