Positive Wirkung auf die Desoxidation: Silizium ist ein starkes Desoxidationsmittel. Beim Schweißprozess kann es mit dem Sauerstoff im Schmelzbad reagieren und SiO₂-Schlacke bilden, die an der Oberfläche des Schweißguts schwimmt und Sauerstoffverunreinigungen entfernt. Dadurch wird das Risiko von Porosität und Oxideinschlüssen in der Schweißnaht verringert und die Reinheit und Kompaktheit der Schweißverbindung verbessert.
Stabilisierung des Lichtbogens: Ein richtig niedriger Siliziumgehalt kann die Leitfähigkeit des Schmelzbades verbessern und den Schweißlichtbogen stabilisieren, wodurch der Schweißprozess stabiler wird und Spritzer reduziert werden, was zur Erzielung einer gut geformten Schweißnaht beiträgt.
Erhöhte Heißrissanfälligkeit: Überschüssiges Silizium senkt den Schmelzpunkt der eutektischen Korngrenzenphase im Schweißgut und erhöht den Flüssigphasenanteil an der Korngrenze während des Erstarrungsprozesses. Unter der Einwirkung der thermischen Schweißspannung neigt die Korngrenze zur Rissbildung, wodurch die Heißrissneigung der Schweißverbindung deutlich zunimmt.
Verschlechterung der Schweißnahtfestigkeit: Ein hoher Siliziumgehalt fördert die Ausscheidung spröder Phasen (z. B. Silizide) in der Schweißstruktur, insbesondere in der Wärmeeinflusszone (HAZ). Dadurch werden die Schlagzähigkeit und Duktilität der Schweißverbindung verringert, wodurch diese bei niedrigen Temperaturen oder dynamischen Belastungsbedingungen anfällig für Sprödbruch wird.
Erhöhtes Porositätsrisiko: Obwohl Silizium eine desoxidierende Wirkung hat, reagiert überschüssiges Silizium mit Stickstoff in der Schweißatmosphäre und bildet Siliziumnitridgas (Si₃N₄). Wenn das Gas nicht rechtzeitig aus dem Schmelzbad entweichen kann, kommt es zu Porosität in der Schweißnaht, was sich auf die mechanischen Eigenschaften und die Dichtleistung der Verbindung auswirkt.
Einfluss auf die Fließfähigkeit der Schweißnaht: Überschüssiges Silizium erhöht die Viskosität des geschmolzenen Metalls, verringert die Fließfähigkeit der Schweißnaht und führt leicht zu Schweißfehlern wie unvollständiger Durchdringung und unvollständiger Verschmelzung, insbesondere bei komplexen Verbindungsformen oder Hochstromschweißprozessen.
Bei den meisten Legierungen auf Nickelbasis, die in Schweißanwendungen verwendet werden (z. B. Inconel 625, Hastelloy C276), wird der optimale Siliziumgehalt normalerweise innerhalb kontrolliert0,1–0,5 Gew.-%. Dieser Bereich kann den Desoxidationseffekt und die Schweißstabilität ausgleichen und gleichzeitig das Risiko von Heißrissen und einer Verschlechterung der Zähigkeit minimieren.
