Hitzeingabe

Hitzeingabe, im Schweißwesen auch als Wärmeeintrag bezeichnet, beschreibt die Menge an Wärme, die durch den Schweißprozess in die Naht bzw. den zu schweißenden Bereich eingebracht wird. Sie ist eine zentrale Kenngröße zur Beurteilung der thermischen Belastung eines Bauteils und dient der Prognose von Mikrostruktur, Verzug und Restspannungen. Typischerweise wird sie als Energie pro Längeneinheit angegeben, zum Beispiel in kJ/cm oder als Energie pro Masse in bestimmten Kontexten.

Eine gängige Näherung zur Bestimmung der Hitzeeingabe lautet H = (V × I × 60) / (S × η). Dabei stehen V für die Schweißspannung (Volt), I für den Schweißstrom (Ampere) und S für die Schweißgeschwindigkeit (mm/min). η ist der Prozesswirkungsgrad, der Wärmeverluste durch den Stromkreis, den Lichtbogen und den Wärmetransport berücksichtigt. Die resultierende Größe kann je nach Einheiten als J/mm oder kJ/cm ausgedrückt werden. Die Formel dient der groben Abschätzung und berücksichtigt oft nur den gleichmäßigen Verlauf der Wärmeübertragung.

Der Hitzeeingabe kommt eine zentrale Rolle bei der Auslegung von Schweißparametern zu. Höhere Hitzeeingabe vergrößert die Wärmeeinflusszone, beeinflusst Mikrostruktur, mechanische Eigenschaften und führt tendenziell zu mehr Verzug und Restspannungen. Geringere Hitzeeingabe kann Verzug reduzieren, birgt aber Risiken wie Porenbildung oder unzureichende Durchmischung. Die optimale Hitzeeingabe hängt von Werkstoff, Wandstärke, Fügegeometrie und Anforderungen an Festigkeit und Verformung ab.

Siehe auch: Wärmeeinflusszone, Schweißprozess, Schweißparameter.