Die Streckenenergie (Q oder HI — Heat Input) ist die je Längeneinheit in eine Schweißnaht eingebrachte Energie in kJ/mm. Sie bestimmt direkt das Schweißgefüge, die mechanischen Eigenschaften, den Verzug und das Fehlerrisiko.

Grundregel: Niedrige Streckenenergie → hartes und sprödes Gefüge, Rissrisiko. Hohe Streckenenergie → weiche WEZ, Verzug. Einhalten des in der WPS angegebenen Bereichs ist zwingend.

Grundberechnungsformel

Q = (k × U × I × 60) / (v × 1000)

  • Q: Streckenenergie (kJ/mm)
  • U: Spannung (V)
  • I: Strom (A)
  • v: Schweißgeschwindigkeit (mm/min)
  • k: Thermischer Wirkungsfaktor

Thermische Wirkungsfaktoren (k)

SchweißverfahrenISO-Nummerk-Wert
UP (Unterpulver)1211,0
E-Hand (Lichtbogenhand)1110,8
MAG / MIG135 / 1310,8
WIG1410,6
Plasma150,6

Berechnungsbeispiel

MAG-Schweißen S355: U = 28 V, I = 280 A, v = 350 mm/min

Q = (0,8 × 28 × 280 × 60) / (350 × 1000) = 1,075 kJ/mm

Empfohlene Bereiche nach Stahlgüte

WerkstoffMin Q (kJ/mm)Max Q (kJ/mm)
S235JR0,54,0
S355J2+N0,53,5
S460M / S500MC0,52,5
S690QL0,51,8
S960QL0,51,5

Auswirkungen niedriger Streckenenergie

  • Schnelle Abkühlung → Martensitbildung (hart und spröde)
  • WEZ-Härte steigt — 380 HV10-Grenze überschreitbar
  • Kaltrissrisiko steigt

Auswirkungen hoher Streckenenergie

  • WEZ-Kornvergröberung — Zähigkeit sinkt
  • WEZ-Entfestigung (QT- und TMCP-Stähle)
  • Erhöhter Verzug und Eigenspannungen

Streckenenergie-Management

Verringern:

  • Strom oder Spannung reduzieren; Geschwindigkeit erhöhen; Pulsmode verwenden

Erhöhen:

  • Strom erhöhen; Geschwindigkeit verringern; UP oder FCAW einsetzen

Abkühlzeit t8/5

  • t8/5 < 5 s → Martensit, hohe Härte
  • t8/5 = 10–20 s → Bainit, ausgewogene Eigenschaften
  • t8/5 > 30 s → Ferrit-Perlit, niedrige Festigkeit, hohe Zähigkeit

Praktische Kontrolle: Moderne Digitalschweißgeräte (Fronius TPS/i, Lincoln PowerWave, Lorch S-RoboMIG) zeigen die Streckenenergie in Echtzeit an.

Unterstützung bei der Schweißparameter-Optimierung

Ingenieurunterstützung bei WPS-Erstellung und Streckenenergie-Optimierung.

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