Wetterfester Baustahl im Brückenbau: S355J2W, Schweißen, Detailregeln

Was ist wetterfester Baustahl?

Wetterfester Baustahl ist ein niedrig legierter Baustahl. Laut thyssenkrupp erhält er seine witterungsbeständigen Eigenschaften durch die Legierungselemente Kupfer, Chrom, Nickel und Phosphor: Unter wechselnden Wettereinflüssen bildet sich auf der Oberfläche eine Deckschicht, die Patina, die den Widerstand gegen atmosphärische Korrosion gegenüber herkömmlichem Baustahl erhöht. Der Hersteller nennt Brücken als typischen Einsatzbereich und schreibt, dass der Stahl vorwiegend ohne Farbanstrich oder metallischen Überzug eingesetzt wird.

Im Handel tauchen auch Bezeichnungen wie „Corten“ auf; ein Zusatzwerkstoff-Datenblatt führt Corten A, B und C in einer Reihe mit wetterfesten Sorten ab S235J2W. Maßgeblich für Bestellung und Zeugnis ist die Sortenbezeichnung nach EN 10025-5.

Diese Seite bezieht sich auf EN 10025-5:2019 (Technische Lieferbedingungen für wetterfeste Baustähle; nach Herstellerangaben und Merkblatt DVS 1705 wiedergegeben), auf EN 1090-2:2018+A1:2024 (Ausführung von Stahltragwerken), auf ISO 15609-1:2019 (Schweißanweisung), auf DIN EN 1993-1-9:2010-12 (Ermüdung) und auf ZTV-ING Teil 4 Abschnitt 1 „Stahlbau“, Stand 2023/12, sowie Abschnitt 3 „Korrosionsschutz von Stahlbauten“, Stand 2025/02 (Gesamtfassung 2026/01). Die DASt-Richtlinie 007, auf die die ZTV-ING für wetterfeste Stähle verweist, wird hier nur genannt, nicht inhaltlich wiedergegeben.

S355J2W und S355J2W+N: die Bezeichnung lesen

Die wetterfesten Sorten tragen am Ende ein W. Das Merkblatt DVS 1705 (08/2020) listet für EN 10025-5 unter anderem S235J2W, S355J0W, S355J2W und S355K2W, dazu S420- und S460-Sorten. Die übrigen Bestandteile folgen dem System der Baustahlnormen:

• S355: Festigkeitsklasse; laut thyssenkrupp hat S355J2W (Werkstoffnummer 1.8965) eine Mindeststreckgrenze von 355 MPa.
• J2: Gütegruppe der Kerbschlagarbeit. In EN 10025-2:2019 steht J2 bei S355J2 für 27 J bei −20 °C; thyssenkrupp gibt für S355J2W ebenfalls mindestens 27 J bei −20 °C an.
• W und WP: W kennzeichnet die wetterfeste Sorte; WP-Sorten wie S355J2WP sind laut Salzgitter Flachstahl zusätzlich phosphorlegiert. Für die WP-Güte mit hohem Phosphorgehalt empfiehlt thyssenkrupp beim Schweißen besondere Vorsichtsmaßnahmen.
• +N, +AR, +M: der Lieferzustand. EN 10025-2:2019 definiert +N als normalisierendes Walzen, +AR als Walzzustand ohne normalisierendes oder thermomechanisches Walzen und +M als thermomechanisches Walzen; für Teil 5 nennt ihre Optionsliste +AR, +N und +M. S355J2W+N ist also normalisierend gewalzter S355J2W.

Laut Kundeninformation von Dillinger hat die Ausgabe 2019 der EN 10025-5 die Sorten S420 und S460 neu aufgenommen und den Lieferzustand +M für wetterfeste Stähle ermöglicht, den die alte Ausgabe nicht kannte.

Was die ZTV-ING für Brücken festlegt

• Regelwerk: Für den Brückenbau gilt DIN EN 1993-2; für wetterfeste Stähle gilt zusätzlich die DASt-Ri 007 (ZTV-ING Teil 4 Abschnitt 1 Nr. 2 (1)).
• Normen: Es gelten DIN EN 10025-1 bis -5, also auch Teil 5 für wetterfeste Baustähle (Nr. 3 (1)).
• Festigkeitsklassen: Zulässig sind nur S235, S355 und S460 (Nr. 3 (4)).
• Gütegruppen: Für tragende Bauteile von Brücken dürfen Stähle der Gütegruppen JR und J0 nicht verwendet werden (Nr. 3 (5)). Daraus folgt: Ein S355J0W scheidet für tragende Bauteile aus, S355J2W oder S355K2W bleiben möglich.
• Lieferbedingungen und Rückverfolgbarkeit: Für tragende Bauteile gelten zusätzlich die Technischen Lieferbedingungen der Deutschen Bahn (TL 889.0202 bzw. DBS 918 002-02), und die Abnahmeprüfzeugnisse müssen von der Lieferung bis zur Übergabe den einzelnen Positionen zugeordnet bleiben (Nr. 3 (2)). Die Abnahmeprüfzeugnisse sind dem Auftraggeber vor Beginn der Fertigung vorzulegen (Nr. 3 (11)).
• Teilbeschichtung: Soll wetterfester Stahl in Teilbereichen beschichtet werden, gelten die Regeln des Korrosionsschutz-Abschnitts sinngemäß (ZTV-ING Teil 4 Abschnitt 3 Nr. 1.1 (3)).

Für die Bemessung ist ein Detail aus DIN EN 1993-1-9 wichtig: Die Nachweise gelten auch für ungeschützte wetterfeste Stähle, soweit die Kerbfalltabellen nichts anderes angeben (Abschnitt 1.1 (4)). Für die ungeschweißten Kerbfälle 1 bis 5 in Tabelle 8.1 ist bei wetterfestem Stahl der nächsttiefere Kerbfall zu verwenden.

S355J2W schweißen: der passende Zusatz

EN 1090-2 regelt das in Abschnitt 7.5.10: Schweißnähte an Stählen mit verbessertem Widerstand gegen atmosphärische Korrosion sind mit geeigneten Schweißzusätzen auszuführen (die Norm verweist auf ihre Tabelle 6). Alternativ dürfen bei mehrlagigen Kehl- oder Stumpfnähten die Füllagen mit C-Mn-Zusätzen geschweißt werden, wenn Decklagen bzw. Oberflächenlage mit geeigneten Zusätzen ausgeführt werden.

Was „geeignet“ heißt, beschreiben Hersteller und Leitfäden ähnlich:

• Laut thyssenkrupp muss bei ungeschütztem Einsatz auch das Schweißgut wetterfest sein — erreichbar mit einem in den Legierungsbestandteilen auf den Grundwerkstoff abgestimmten wetterfesten Zusatz. Salzgitter Flachstahl formuliert es so: Entsprechend legierte Zusätze sind zu verwenden, wenn Grundwerkstoff und Schweißgut gleiche Wetterfestigkeit haben sollen und das Bauwerk keinen Anstrich erhält.
• Der britische Brückenbau-Leitfaden SCI P185 (Guidance Note 1.07) nennt dafür kupferhaltige Zusätze mit weiteren Legierungselementen oder alternativ chrom-molybdän- bzw. nickellegierte Zusätze; Zusatzwerkstoff-Hersteller bieten entsprechend kupfer-nickelhaltige Elektroden für wetterfeste Stähle an. „Artgleich“ meint laut SCI P185 einen Zusatz, dessen Schweißgut ähnlich verwittert wie der Grundwerkstoff.
• SCI P185 beschreibt außerdem britische Praxis, in bestimmten einlagigen Nähten C-Mn-Zusätze zu verwenden, weil dort genug Legierungselemente aus dem Grundwerkstoff ins Schweißgut gelangen. Ob das im Bauvorhaben zulässig ist, regeln die Ausführungsunterlagen.

Bezeichnung und Hersteller des Zusatzes stehen in der Schweißanweisung (ISO 15609-1:2019 Abschnitt 4.4.8).

Nahtbereich ohne Beschichtung: Oberfläche und Verschmutzung

Weil die Naht später nicht überstrichen wird, zählt die Oberfläche schon in der Werkstatt. EN 1090-2 Abschnitt 10.3 legt fest: Soll die Oberfläche unbeschichteter wetterfester Stähle nach dem Verwittern optisch annehmbar sein, muss die Ausführungsspezifikation die nötigen Verfahren festlegen — einschließlich Maßnahmen gegen Verschmutzung etwa durch Öl, Fett, Farbe, Beton oder Asphalt. Als Beispiel nennt die Norm das Strahlen freiliegender Flächen für ein gleichmäßiges Verwittern. Ebenfalls festzulegen ist die Behandlung nicht wetterfester Stähle, die mit unbeschichtetem wetterfestem Stahl in Kontakt stehen.

SCI P185 empfiehlt für ein einheitliches Erscheinungsbild, Walzhaut und Verunreinigungen nach der Fertigung durch allseitiges Strahlen zu entfernen, und rät von wachshaltigen Markierstiften in der Fertigung ab, weil Rückstände nach dem Verwittern sichtbar bleiben.

Rostet wetterfester Stahl? Detailregeln gegen Wassersäcke

Er rostet — die Patina ist eine Rostschicht. Ob sie schützt, hängt von den Bedingungen ab. Salzgitter Flachstahl nennt als Voraussetzungen unter anderem: keine Dauerbefeuchtung, gleichmäßiges Abfließen von Regenwasser, keine kleinen Spalte (Kapillarbildung), keine Chloride wie in Küstennähe und einen ständigen Wechsel von Feuchtigkeit und Trockenheit. SCI P185 hält wetterfesten Stahl ebenfalls für ungeeignet, wo er ständig nass ist oder hohen Chloridmengen ausgesetzt ist.

Für die Konstruktion leitet SCI P185 daraus Detailregeln ab:

• Träger so ausbilden, dass Wasser abläuft; Fallen für Feuchtigkeit und Schmutz vermeiden — etwa Stumpfnähte auf der Oberseite von Untergurten bündig schleifen und an Quersteifen Freischnitte zum Untergurt vorsehen; auf gute Belüftung achten.
• Spalte vermeiden, zum Beispiel überlappende Bleche, weil Kapillarwirkung und Rostaufblähung die Verbindung verformen können. Laut thyssenkrupp kann auch an Schraub- und Nietverbindungen eine Kapillarwirkung zu verstärkter Korrosion durch Dauerfeuchtigkeit führen; gefährdete Bereiche sind dann zu schützen.
• Zwischen wetterfestem Stahl und Beton eine Abdichtung vorsehen und Ablaufwasser so führen, dass es nicht über Betonflächen läuft.

Unabhängig von der Stahlsorte enthält die ZTV-ING Regeln gegen stehendes Wasser in Hohlkästen: Kontrollöffnungen mit Dichtschrauben an den Tiefpunkten luftdicht verschweißter Hohlkästen (Teil 4 Abschnitt 1 Nr. 2 (10)), innenliegende Bleche so ausgespart, dass Wasser ohne Aufstau zu den Entwässerungsöffnungen läuft (Nr. 2 (11)), und eingedrungenes Wasser ist vor dem endgültigen Schließen nicht regelmäßig zugänglicher Hohlräume zu entfernen (Nr. 6 (6)).

Was in die Akte gehört

Die Dokumentation über die Stahlbaufertigung gliedert ZTV-ING Teil 4 Abschnitt 1 Nr. 8. Für wetterfesten Stahl sind drei Punkte daraus besonders relevant:

• Prüfbescheinigungen nach DIN EN 10204 mit Chargenzuordnung zum Bauteil und die Zertifizierungen der Schweißzusätze (Nr. 8 (1) b). Nach EN 1090-2 Tabelle 1 ist für Baustahl über S275 eine Prüfbescheinigung 3.1 vorzusehen, für Schweißzusätze 2.2; in EXC3 und EXC4 müssen die Produkte vom Wareneingang bis zur Übergabe rückverfolgbar sein.
• Die Dokumentation der Prüfflächen zur Überwachung des Abrostens von wetterfestem Baustahl gemäß DASt-Ri 007 (Nr. 8 (1) d).
• Die WPS-Schweißanweisungen nach DIN EN ISO 15609 (Nr. 8 (1) c) und die Schweißereinsatzlisten (Nr. 8 (1) d).

Werkstoffzeugnisse nach EN 10204 lassen sich in BrückenNorm der Charge und Position zuordnen. Zum Vergleich mit den anderen Baustahlsorten im Brückenbau: Feinkornbaustahl.

Passend dazu: Terrassenbruch und Z-Güte im Brückenbau: Ursache, Bestellung, Zeugnis.

Was im Einzelfall gilt, steht in den Vertragsunterlagen des Bauvorhabens. Über Werkstoffwahl, Prüfumfang und Abnahme entscheidet die zuständige Stelle.

BrückenNorm läuft auf StahlNorm.