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Schweißfehler sind Fehler, die während der Schweißverfahren. Obwohl das Schweißen auf den ersten Blick ein sehr einfacher Prozess zu sein scheint – das Zusammenschmelzen verschiedener Gegenstände – ist es in der Praxis nicht. Es gibt viele verschiedene Schweißverfahren und Fehler können in jedem Prozess auftreten.

Schweißen ist ein sehr heftiger Prozess: Das Material wird auf hohe Temperaturen gebracht und schnell erhitzt und wieder abgekühlt. Das führt zu Schwindung, Spannungen und strukturelle Veränderungen. Fehler können auch durch Fehlhandlungen des Schweißers oder Fehler bei den Vorarbeiten oder Nachbehandlungen entstehen.

Die Folgen von Schweißfehlern können sehr vielfältig sein: Manchmal ist nur das Aussehen der Schweißnaht weniger attraktiv, aber im schlimmsten Fall kann ein Schweißfehler fatale Folgen haben, wenn beispielsweise ein Gebäude, eine Brücke oder ein Transportmittel einstürzt Ergebnis. Ein Schweißfehler ist bei äußerer Prüfung nicht immer sichtbar. Einige Fehler können nur mit technischen Hilfsmitteln erkannt werden, wie z Röntgenuntersuchung oder Ultraschall.

Layout

Schweißfehler können in Kategorien eingeteilt werden. Ein gängiges Format, das hier verwendet wird, ist das UND ISO 6520 (2007)^[1]. Diese besteht aus 6 Kapiteln, wobei die letzte Gruppe eine Art „Restgruppe“ ist.
Eine Gruppe von Schweißfehlern, die in der Europäischen Norm nicht beschrieben sind, besteht aus Fehlern, die infolge von Schrumpfung auftreten.

Jedes Kapitel hat eine detaillierte Unterteilung; es wird durch maximal vier Ziffern identifiziert. Ein Beispiel: Kapitel 2 beschäftigt sich mit Hohlräumen; Code 201 beschreibt einen Gashohlraum und 2017 beschreibt einen Gashohlraum, der auf der Oberfläche der Schweißnaht sichtbar ist.

Im Folgenden werden die Gruppen von Schweißfehlern allgemein beschrieben.

Ruhe in Frieden

Verschiedene Arten von Schweißrissen

EIN zerreißen findet dort statt, wo das Material zerkleinert wird. Risse in einer Konstruktion können sehr gefährlich sein und wenn sie in einer Schweißverbindung gefunden werden, muss die Verbindung abgelehnt werden. Bei Bedarf kann der Riss durch mechanisches Entfernen des gerissenen Teils repariert und anschließend eine neue Schweißverbindung hergestellt werden.

Risse kommen in vielen verschiedenen Arten vor und können auch viele verschiedene Ursachen haben:

Gerinnungsrisse

Diese Risse werden auch h/b-Risse genannt. H/b steht für Höhe/Breite und bezeichnet das Verhältnis zwischen Höhe und Breite. Diese Risse treten normalerweise an Schweißnähten auf, bei denen die Höhe größer als die Breite ist. Der Riss entsteht, weil die Schweißnaht aufgrund der Größe der Schweißnaht von außen nach innen langsam erstarrt. Da eventuell vorhandene Verunreinigungen einen niedrigeren Schmelzpunkt als das Schweißgut haben, werden sie eingezogen. Wenn sich alle Verunreinigungen in der Mitte angesammelt haben, ist dies eine Schwachstelle in der Schweißverbindung und die Schweißnaht kann entweder aufgrund von Schrumpfspannungen oder Spannungen auf die Struktur reißen.

Wasserstoffrisse

Diese Art von Rissbildung tritt auf in zäh Metalllegierungen, wenn viel Wasserstoff war in der Schweißnaht enthalten. Zusammen mit Zugspannungen entstehen dadurch Risse, manchmal bis zu 48 Stunden nach dem Schweißen. Der Prozess des Crackens ist nicht bekannt, aber es wird angenommen, dass Wasserstoff in Einschlüsse und Poren diffundiert, wo Wasserstoffgas was zu sehr hohen Drücken führt. Die Gefahr dieser Rissbildung kann durch die Verwendung wasserstoffarmer Schweißzusätze, das Nichtschweißen auf verschmutzten Oberflächen und das Nachglühen des Materials verringert werden.

Spannungsabbaurisse

Diese interkristallinen Risse werden durch die Wärmebehandlung erzeugt. Dies bewirkt HartmetallNiederschlag, Stärkung des Inneren des Granulats. Außerdem scheiden sich Verunreinigungen ab (so, p, sn, Asche) an die Korngrenzen, wodurch diese geschwächt werden. Die meisten Verformungen treten jetzt entlang dieser (geschwächten) Grenzen auf, so dass dort Risse auftreten.

Lamellenrisse

Diese entstehen beim Vorhandensein von nichtmetallischen Einschlüssen im Schweißgut. Diese Einschlüsse stammen aus der Metallfabrik: Beim Gießen ist eine Verunreinigung in das Metall eingetreten. Wenn eine Schweißnaht auf der Höhe der Verschmutzung erfolgt, wird die Verschmutzung aufgrund der Schrumpfspannung aufplatzen und reißen. Bei der heutigen Technik des Stranggussverfahrens treten diese Verunreinigungen und damit diese Risse kaum noch auf.

Hohlräume

Gashohlräume

Diese können verschiedene Ursachen haben, von denen einige für jeden Schweißprozess zutreffen und andere für einen bestimmten Schweißprozess spezifisch sind. Die Ursachen, die für jeden Prozess gelten, beziehen sich hauptsächlich auf verschmutzte Schweißnähte. Dies sind Verunreinigungen wie Farbe, Feuchtigkeit, Rost oder Fett. Biene Schutzgasschweißen (BMBE) die Ursachen sind meist eine falsche Elektrodenposition, ein feuchtes a Elektrode oder Gasblasen, die durch das Starten oder Neustarten entstehen. Biene MIG/MAG-Schweißen die Ursachen sind recht zahlreich; dieser Prozess ist gegenüber Gaseinschlüssen um ein Vielfaches empfindlicher als BMBE. Ursachen sind: unzureichender Gasschutz (zB durch falsche Einstellung, Wind oder falsche Position der Schweißpistole), falsche Gas-Draht-Kombination oder eine verschmutzte, exzentrische oder zu heiße Gasdüse. Bei der WIG-Schweißen dies ist seltener, aber die Ursachen sind fast dieselben wie beim MIG/MAG-Schweißen.

Feste Einschlüsse

Schneckeneinschlüsse

Dies kann dadurch verursacht werden, dass die Schnecke von einer vorherigen Lage bei mehrlagigen Schweißnähten, können aber auch durch Fehlhandlungen des Schweißers beim Schweißen verursacht werden.

Pulvereinschlüsse

Ein Pulvereinschluss tritt nur bei Schweißprozessen auf, bei denen Schweißpulver verwendet wird, wie z OP-Schweißen und Elektroschlackeschweißen. Dies wird durch zu viel Pulver auf dem Lichtbogen oder durch nicht ordnungsgemäßes Entfernen des Pulvers vor dem nächsten Anstrich verursacht.

Metalleinschluss

Metalleinschlüsse entstehen, weil im Schmelzbad Metalle vorhanden sind, die nicht zusammengeschmolzen werden. Zu diesen Metallen gehören Kupfer und Wolfram und kann von der Kupfer-Schweißbadhalterung oder durch Abbrechen der WIG-Schweißelektrode in das Schweißbad gelangen.

Klebefehler und unvollkommenes Schweißen

Bindungsfehler

Ein Bindungsfehler, auch Klebefehler genannt, ist wie ein Riss ein schwerwiegender Fehler, der immer abgelehnt werden muss. Der Fehler wird dadurch verursacht, dass flüssiges Material mit ungeschmolzenem Material in Kontakt kommt, anstatt dass das gesamte Material geschmolzen wird. Der Klebefehler wirkt als beginnender Riss und kann unter Spannung weiter reißen. Der Klebefehler ist durch Schweißuntersuchungen sehr schwer zu erkennen.

mangelhafte Schweißung (in diesem Fall neben der Schweißnaht)

Unvollständige Penetration

Dieser Fehler tritt hauptsächlich auf bei Stumpfnähte und bedeutet, dass die Schweißnaht nicht vollständig ausgefüllt ist. Dies kann auftreten, wenn die Vorverarbeitung nicht richtig durchgeführt wird; zu kleiner Spalt, Unebenheiten in den Schweißkanten, zu geringe Lichtbogenenergie oder Unerfahrenheit des Schweißers. Es kann auch vorkommen, dass nicht genau über der Schweißnaht geschweißt wird, sondern direkt daneben (siehe Bild).

Formabweichungen

Geometrische Fehler sind alle Fehler im Zusammenhang mit der Form der Schweißnaht. Sie werden oft durch falsche Schweißstromeinstellung oder Elektrodenposition verursacht.

Vertiefung

Eindrückungen entstehen, wenn Material weggeschmolzen und dann nicht (ausreichend) mit Füllmaterial gefüllt wird. Dies kann durch eine zu hohe Stromeinstellung oder eine falsche Position der Elektrode/Schweißpistole verursacht werden.

Ungünstiger Übergang zwischen Plattenoberfläche und Dichtschicht

Damit die Kraftlinien günstig durch die Schweißverbindung fließen können, muss die Schweißnaht einen glatten Verlauf haben, d.h. keine scharfen Ecken. Wenn scharfe Ecken in der Schweißverbindung vorhanden sind, laufen die Kraftlinien hier zusammen und verursachen eine große Spannung, was die Rissgefahr stark erhöht.

überblähen

Überblähung wird durch zu hohen Strom oder falsche Position der Schweißzange/Elektrode verursacht. Dies bedeutet, dass eine Schweißnaht überfüllt wird, wodurch die Siegelschicht übersteht. Es tritt normalerweise bei Schweißnähten in vertikaler Position auf.

Ausrichtung zwischen den zu schweißenden Teilen

Diese Fehler werden bereits beim Schruppen gemacht, weil die Werkstücke nicht in der richtigen Position gehalten oder nicht fest genug gespannt werden.

durchhängende Schweißnaht

Dieser Fehler tritt auf, wenn das Schweißgut unter dem Einfluss der Schwerkraft durchhängt, bevor es erstarrt ist. Dies geschieht hauptsächlich beim Steh- oder Überkopfschweißen.

Andere Unvollkommenheiten

Dazu gehören eine Vielzahl von Schweißfehlern und Unvollkommenheiten. Ein paar Beispiele:

Tippen Sie auf den Standort

Insbesondere bei BMBE entsteht an der Stelle, an der die Elektrode das Material zuerst berührt, eine Unregelmäßigkeit, die später auf Wunsch weggeschliffen werden kann. Beim WIG-Schweißen kann die Elektrode versehentlich das Werkstück berühren.

Schweißspritzer

Gerade beim BMBE- und MIG/MAG-Schweißen, wo viel Spritzer entstehen, können diese im Nahtbereich mit dem Werkstück verschmelzen. Dies kann teilweise verhindert werden, indem die Teile des Werkstücks, die nicht geschweißt werden müssen, mit einem speziellen Spray auf Silikonbasis eingesprüht werden. Dies verhindert natürlich nicht, dass Spritzer an einem neu aufgebrachten Teil der Schweißnaht haften bleiben.

Fehler durch Schweißnachbearbeitung

Wenn Sie eine Schweißnaht beispielsweise durch Schleifen glatt machen möchten, kann dies die Schweißnaht beschädigen.

Startfarben

Die Umgebung der Schweißnaht kann durch leichte oberflächliche Verbrennung verfärbt werden. Dies tritt vor allem auf, wenn zu wenig Abschirmung durch Schweißpulver oder Schutzgas hat stattgefunden.

Fehler durch Schrumpfung

Gegenstände dehnen sich beim Erhitzen aus und ziehen sich beim Abkühlen zusammen. Beim Erhitzen durch Schweißen hat die Ausdehnung keine Folgen, da das Material in diesem Moment flüssig wird und sich daher verformen kann. Beim erneuten Abkühlen des Materials erfolgt diese Abkühlung meist nicht gleichmäßig. Bereits verfestigtes Material (zum Beispiel außen, wo die meiste Abkühlung stattfindet) kann sich nicht mehr verformen, während an anderer Stelle noch wärmeres Material abkühlt, also schrumpft. Beispielsweise können Werkstücke schief und verzogen werden, wenn dies im Vorfeld nicht ausreichend berücksichtigt wird. Auch im Material können Spannungen entstehen, die zu Kaltrissen führen können. Nicht jedes Material ist für diesen Effekt gleich empfindlich. Metall so viel Chrom, Molybdän oder Nickel enthält (rostfreier Stahl) hat viel mehr Schwindung als unlegierter Stahl.

Bis zu einem gewissen Grad ist es möglich, die Schrumpfung zu berücksichtigen. Das Vorwärmen des Werkstücks wirkt sich günstig aus. Beim symmetrischen Schweißen können sich Schrumpfkräfte gegenseitig aufheben. Wenn die Schrumpfung im Voraus bekannt ist, kann die Größe oder Form eines Werkstücks so gewählt werden, dass es nach dem Schweißen die gewünschte Form annimmt. Durch langsames und gleichmäßiges Abkühlen eines Werkstücks nach dem Schweißen ist es wahrscheinlicher, dass Schrumpfspannungen abfließen.
Abschließend ist zu beachten, dass das Grundmaterial teilweise bereits Spannungen durch vorherige Operationen enthält. Diese Spannungen können beim Schweißen abgebaut werden.

Beispiele für Folgen von Schrumpfung: