Was ist Wärmeeintrag beim Schweißen und warum ist er wichtig?

Die Wärmeeinbringung Q berechnet sich nach der Formel (η × V × I × 60) / (S × 1000) in kJ/mm, wobei η der thermische Wirkungsgrad, V die Spannung, I der Strom und S die Schweißgeschwindigkeit ist. Sie beeinflusst die Schweißnahtgröße, die Breite der Wärmeeinflusszone, den Verzug, die Eigenspannungen und die mechanischen Eigenschaften. Zu hohe Werte führen zu Kornvergröberung, zu niedrige zu mangelnder Verschmelzung.

Welche thermischen Wirkungsgrade gelten für verschiedene Schweißverfahren?

Gemäß EN 1011-1: SAW = 1,0, SMAW = 0,8, MIG/MAG = 0,8, FCAW = 0,8, TIG = 0,6. Diese Werte berücksichtigen die Wärmeverluste durch Strahlung und Konvektion, anstatt dass die Wärme in das Werkstück eindringt.

Wie lange dauert die Abkühlphase t8/5?

t8/5 ist die Zeit (in Sekunden), die die Wärmeeinflusszone (WEZ) der Schweißnaht benötigt, um von 800 °C auf 500 °C abzukühlen. Sie beeinflusst das Gefüge: kurzes t8/5 → Martensit (hart, spröde); langes t8/5 → Ferrit/Perlit (weicher, zäher). Zielwert: 5–25 Sekunden für die meisten Kohlenstoffstähle.

Wie wird die Vorwärmtemperatur bestimmt?

Die Vorwärmung hängt vom Kohlenstoffäquivalent (CE), der Blechdicke, der Wärmezufuhr und dem Wasserstoffgehalt ab. Für CE < 0,35: nicht erforderlich. CE 0,35–0,45: 75–150 °C. CE > 0,45: 150-250°C. Gemäß AWS D1.1 Tabelle 3.3 mit Anpassungen für die Dicke.

ISO 4063 klassifiziert Schweißverfahren anhand von Referenznummern: 111=SMAW, 131=MIG, 135=MAG, 136=FCAW, 141=TIG, 121=UP. Diese Nummern werden in Zeichnungen, Schweißanweisungen und Schweißerqualifikationen verwendet.

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Schweißwärmeeintragsrechner & ISO 4063

Berechnung der Wärmezufuhr (kJ/mm), der Abkühlzeit t8/5, der Vorwärmempfehlung und des Kohlenstoffäquivalents. Enthält eine Prozessreferenz nach ISO 4063.

ISO 4063 EN 1011-1 Wärmeeintrag kJ/mm

Schweißverfahren

Lichtbogenspannung (V)

Schweißstrom (A)

Reisegeschwindigkeit (mm/min)

Plattendicke (mm)

CO2-Äquivalent CE (IIW-Formel)

Schnellvoreinstellungen

Ergebnisse

Wärmezufuhr Q

—

Thermischer Wirkungsgrad η

—

Lichtbogenenergie (ohne η)

—

Abkühlzeit t8/5 (geschätzt)

—

CO2-Äquivalent CE

—

Vorheizempfehlung

—

Schweißbarkeitsbewertung

—

ISO 4063-Prozess

—

Berechnung der Wärmezufuhr (EN 1011-1)

Die Wärmeeinbringung ist die pro Längeneinheit der Schweißnaht zugeführte Energie:

η — thermischer Wirkungsgrad (prozessabhängig)
V — Lichtbogenspannung (Volt)
I — Schweißstrom (Ampere)
S — Fahrgeschwindigkeit (mm/min)

Thermische Wirkungsgradfaktoren

ISO 4063 Nr.	Verfahren	η (EN 1011-1)
121	SAW (Unterwasserbogen)	1.0
111	SMAW (Stock / MMA)	0.8
131	MIG (Inertgas)	0.8
135	MAG (aktives Gas)	0.8
136	FCAW (Fülldrahtschweißen)	0.8
141	WIG / GTAW	0.6

Abkühlzeit t8/5 Schätzung

Die Abkühlzeit von 800 °C auf 500 °C bestimmt das resultierende Mikrogefüge. Vereinfachtes Rosenthal-2D-Modell für dicke Platten:

Kohlenstoffäquivalent & Vorwärmung

Die IIW-Formel zum Kohlenstoffäquivalent sagt die Schweißbarkeit und den Vorwärmbedarf voraus:

Praktisches Beispiel

Beispiel – MAG-Schweißen einer 20 mm dicken S355-Platte

Gegeben: Prozess 135 (η=0,8), V=28V, I=250A, S=300 mm/min, CE=0,42

Lichtbogenenergie = (28 × 250 × 60) / (300 × 1000) = 1,40 kJ/mm

Wärmezufuhr Q = 0,8 × 1,40 = 1,12 kJ/mm

CE = 0,42 → Mäßige Schweißbarkeit, Vorwärmen erforderlich 100–150 °C empfohlen

⚠️ Hinweis: Die Abschätzung von t8/5 ist vereinfacht. Die tatsächliche Kühlung hängt von der Nahtgeometrie, der Vorwärmung, der Zwischenlagentemperatur und den Umgebungsbedingungen ab. Für kritische Anwendungen konsultieren Sie bitte EN 1011-2.

Nein.	Verfahren	Beschreibung	η
111	SMAW	Geschirmter Metallbogen (Stab-/MMA)	0.8
114	FCAW-S	selbstabschirmende Flussmittelkernröhre	0.8
121	GESEHEN	Unterpulverschweißen	1.0
131	MIG	Metallisches Inertgas (Ar) — Aluminium, Edelstahl	0.8
135	MAG	Metallisches Aktivgas (CO₂/Ar+CO₂) — Kohlenstoffstahl	0.8
136	FCAW-G	Flussmittelkern + Aktivgas	0.8
137	FCAW-G	Flussmittelkern + Inertgas	0.8
138	MCAW	Metallkerndraht + Aktivgas	0.8
141	WIG-Schweißen	Wolfram-Inertgas (GTAW)	0.6
15	Plasma	Plasma-Lichtbogenschweißen	0.6
311	OAW	Autogenschweißen	0.45
42	Reibung	Reibschweißen	—
52	Laser	Laserstrahlschweißen	0.9

Schweißwärmeeintragsrechner & ISO 4063-Referenz

Veröffentlicht von Nikolai Shelkovenko auf 15. Februar 2026 5. März 2026