Beim Schweißen von Edelstahlrohren entscheidet nicht nur die Naht von außen – die Wurzel im Rohrinneren braucht Schutz vor Sauerstoff, sonst bilden sich Anlauffarben und die Korrosionsbeständigkeit bricht ein. Genau dafür gibt es das Formieren: das Fluten des Rohrinneren mit Schutzgas vor und während des Schweißens.
Warum Anlauffarben mehr als Optik sind
Edelstahl verdankt seine Beständigkeit der Chromoxid-Passivschicht. Ab etwa 250 °C wächst diese Schicht unter Sauerstoffeinfluss unkontrolliert und verarmt darunter an Chrom – sichtbar als Anlauffarben von Strohgelb über Braun bis Blau. Je dunkler die Farbe, desto stärker die Chromverarmung und desto anfälliger die Zone für Lochkorrosion. In Pharma- und Halbleiteranlagen gilt deshalb meist: Wurzel metallisch blank, allenfalls leichtes Strohgelb.
Die Restsauerstoff-Frage
Die Faustwerte aus der Praxis: Bei 50 ppm O₂ bleibt die Wurzel bei den meisten austenitischen Stählen anlauffarbenfrei, unter 20 ppm ist man auf der sicheren Seite, Halbleiter- und Pharmaspezifikationen verlangen oft ≤ 10 ppm. Über 200–500 ppm entstehen deutliche Verfärbungen. Gemessen wird mit dem Restsauerstoffmessgerät am Abgang – nicht am Eingang, denn entscheidend ist, was an der Schweißstelle wirklich ankommt.
Spülzeit: rechnen statt raten
Von Luft (209.000 ppm O₂) auf 20 ppm sind es rund 9,3 Volumenwechsel – bei einem DN50-Rohr über 10 m Länge sind das etwa 20 Liter Spülvolumen. Mit 10 l/min Formiergasstrom heißt das: knapp 20 Minuten formieren, bevor der erste Lichtbogen zündet. Wer nach 5 Minuten anfängt, schweißt bei mehreren tausend ppm. Der Spülzeit-Rechner für Gasleitungen rechnet das für jede Rohrgeometrie; für die Kontrolle der Feuchte im Formiergas hilft der Taupunkt-ppm-Rechner (Feuchte in Gasen).
Welches Formiergas?
Argon 4.6 ist der Allrounder – schwerer als Luft, füllt von unten. Stickstoff-Wasserstoff-Gemische (90/10) sind günstiger und der Wasserstoffanteil wirkt reduzierend, sie eignen sich aber nicht für ferritische und Duplex-Stähle (Wasserstoffversprödung) und nicht für Titan. Reinstickstoff geht bei austenitischen Stählen, ist aber bei stickstoffempfindlichen Werkstoffen tabu. Im Zweifel: Argon.
Die häufigsten Formier-Fehler
- Zu früh geschweißt: Spülzeit nicht abgewartet oder nie gerechnet – der Klassiker
- Zu hoher Volumenstrom: Turbulenz saugt Luft durch den Wurzelspalt an; formieren heißt sanft strömen (Faustwert 5–12 l/min je nach Querschnitt), mit leichtem Überdruck, nicht blasen
- Zu früh abgestellt: Nachspülen bis die Naht unter ca. 250 °C abgekühlt ist – sonst entstehen die Anlauffarben nach dem Schweißen
- Undichte Dämm-Maßnahmen: Papier- und Klebeband-Dämme statt löslicher Dämme oder Formierkammern lassen Luft nachströmen
- O₂ am falschen Ort gemessen: immer am Abgang nahe der Schweißstelle, erst schweißen, wenn der Zielwert stabil steht
Fazit
Formieren ist angewandte Spülrechnung plus Geduld: Volumen bestimmen, Volumenwechsel rechnen, Restsauerstoff messen, nach dem Schweißen weiterströmen lassen. Wer diese vier Punkte einhält, bekommt reproduzierbar blanke Wurzeln – und erspart sich das Beizen oder im schlimmsten Fall das Heraustrennen der Naht.
