Schweißfehler kommen leider häufiger vor, als man vielleicht denkt. Sie können durch verschiedene Faktoren verursacht werden, wie zum Beispiel falsche Techniken, minderwertige Materialien oder ungünstige Umgebungsbedingungen. Die Häufigkeit dieser Fehler hängt von der Erfahrung des Schweißers, der verwendeten Ausrüstung und den Projektspezifikationen ab.
Während des Schweißvorgangs kann es aufgrund falscher Techniken oder einer Fehlausrichtung des Werkstücks im Verhältnis zum Schweißer zu Unregelmäßigkeiten kommen, die ebenfalls die Qualität der Schweißnaht beeinträchtigen können. Wenn eine Unregelmäßigkeit oder ein Nahtfehler die Zulassungsnorm nicht erfüllt oder unterschreitet, gilt dies als Fehler. In diesem Artikel werden wir einige der häufigsten Schweißfehler untersuchen und uns mit den Ursachen für ihr Auftreten sowie mit praktischen Lösungen zu ihrer Behebung befassen.
Was ist ein Schweißfehler?
Ein Schweißfehler ist eine Unregelmäßigkeit oder ein Mangel an einer Schweißverbindung, der von der gewünschten Qualität oder den Spezifikationen abweicht. Diese Fehler können die Integrität, Festigkeit und Funktionsfähigkeit der Schweißnaht beeinträchtigen und möglicherweise zu strukturellen Versagen oder einer verminderten Leistungsfähigkeit des geschweißten Bauteils führen.
Schweißfehler können verschiedene Formen annehmen, wie zum Beispiel Risse, Porosität und vieles mehr. Diese Probleme können durch eine Reihe von Faktoren verursacht werden, darunter falsche Schweißparameter, unzureichende Materialvorbereitung, mangelhafte Qualitätskontrolle oder Umgebungsfaktoren. Doch selbst die erfahrensten Schweißer stoßen von Zeit zu Zeit auf Fehler.
Das Erkennen und Beheben von Schweißfehlern, deren Ursachen sowie wirksame Abhilfemaßnahmen sind entscheidend für die Gewährleistung der Zuverlässigkeit und Sicherheit von geschweißten Konstruktionen oder Bauteilen. Dies geschieht häufig durch Sichtprüfungen, zerstörungsfreie Prüfverfahren und Korrekturmaßnahmen wie Nachschweißen, Schleifen oder Wärmebehandlung.
Arten von Schweißfehlern
Zunächst einmal ist es hilfreich, die Einteilung der Fehler zu kennen. Je nach Lage an der Schweißnaht können Fehler äußerlich oder innerlich sein. Je nach Größe, Form und Ausrichtung lassen sie sich als volumetrisch oder flächig klassifizieren.
Von kunstvollen Toren und Geländern bis hin zu aufwendig gefertigten Schmuckstücken und Skulpturen – das Schmiedeschweißen hat die Umsetzung komplexer Designs und dekorativer Motive ermöglicht und damit das kulturelle Erbe sowie das ästhetische Empfinden bereichert. So haben Schmiede und Kunsthandwerker im Laufe der Geschichte Schmiedeschweißtechniken eingesetzt, um funktionale Objekte von großer Schönheit und künstlerischem Ausdruck zu schaffen.
- Unterlauf. Hierbei handelt es sich um einen äußeren Fehler, der durch eine Rille oder Vertiefung entlang der Schweißnahtfuge gekennzeichnet ist, wodurch die Dicke des Grundmetalls verringert wird und das Werkstück an Festigkeit verliert. Dies kann durch eine unzureichende Temperatur während der Kristallisation der Verbindung oder durch eine falsche Schweißgeschwindigkeit verursacht werden. Ein Überlauf hingegen tritt auf, wenn die Schweißnaht über die Schweißnahtfuge hinausragt.
- Übermäßige Aufschweißung. Hierbei handelt es sich um einen Materialüberschuss, der in den letzten Lagen aufgebracht wird. Dieser Fehler kann durch einen zu hohen Strom, zu langsame Vorschubgeschwindigkeiten und eine unsachgemäße Nahtausrichtung verursacht werden. Je nach Norm gilt eine Dicke von mehr als 3 mm als Überdicke (in der Regel liegt der zulässige Bereich zwischen 1 und 3 mm).
- Übermäßiger Spritznebel. Darunter versteht man die beim Schweißen ausgestoßenen Schweißmetalltropfen, die am umgebenden Metall haften bleiben.
- Innere Risse. Sie entstehen, wenn beim Stanzen eines Bauteils sehr hohe Spannungen aufgebracht werden, wodurch im Metall innere Spannungen entstehen, die nach dem Abkühlen des Materials bestehen bleiben und Risse verursachen. Diese Risse liegen verborgen im Inneren der Schweißverbindung und lassen sich oft nur durch zerstörungsfreie Prüfverfahren wie Röntgen- oder Ultraschallprüfung erkennen. Es kann sich um Längs-, Quer- oder Kraterrisse handeln. Diese Risse können sich im Material ausbreiten und dessen Festigkeit beeinträchtigen.
- Unvollständige Durchschweißung. Hierbei handelt es sich um eine Art von Schweißnahtfehlstelle, die auftritt, wenn die Durchschweißung im Nahtfuß oder im Wurzelbereich nicht vollständig ist. Das Schweißgut dringt nicht vollständig in die Fugendicke ein (keine vollständige Durchschweißung).
Volumenfehler beim Schweißen
Volumenfehler sind dreidimensionale Fehler, die im Schweißgut oder in der Wärmeeinflusszone (HAZ) auftreten. Das bedeutet, dass sie innerhalb der Schweißverbindung auftreten und deren Volumen oder innere Struktur beeinträchtigen.
- Porosität. Dieser Fehler entsteht, wenn sich während des Erstarrens Gasblasen im Schweißgut einschließen. Er beeinträchtigt die Schweißnaht, indem er deren Querschnittsfläche verringert, und kann entweder über die gesamte Schweißnaht verteilt oder lokal begrenzt auftreten. Zudem handelt es sich um eine Art von Fehler, der sowohl intern als auch extern auftreten kann, wobei er entweder an der Oberfläche der Schweißnaht sichtbar ist oder nur durch zerstörungsfreie Prüfverfahren lokalisiert werden kann. Die Gasblasen sind an der Oberfläche der Schweißnaht nicht sichtbar, können jedoch deren Festigkeit beeinträchtigen.
- Schlackeneinschlüsse. Hierbei handelt es sich um nichtmetallische Feststoffe, die im Schweißgut eingeschlossen sind. Schlackeneinschlüsse entstehen häufig dadurch, dass nicht die richtige Schweißtechnik angewendet wird, wodurch die Schlacke nicht an die Oberfläche des Schweißbads aufsteigen und entfernt werden kann.
Fehler bei der Flachschweißung
Flächige Schweißfehler sind Unregelmäßigkeiten, die entlang der Oberfläche oder einer einzelnen Ebene einer Schweißverbindung auftreten. Diese Fehler sind in der Regel zweidimensional und von großer Bedeutung, da sie die strukturelle Integrität der Schweißnaht beeinträchtigen und zu einem möglichen Versagen unter Zugbeanspruchung führen können.
- Fehlende Verschmelzung. Hierbei handelt es sich um eine Unterbrechung in der Schweißnaht, bei der keine Vermischung von Grundwerkstoff und Schweißzusatzwerkstoff stattfindet; dies kann in den Zwischenschichten der Schweißnaht auftreten und zu einer unvollständigen Durchschweißung führen.
- Unterfüllung. Hierbei handelt es sich um einen durchgehenden oder unterbrochenen Längsbereich an der Oberfläche einer Schweißnaht, der unterhalb des Niveaus des umgebenden Grundmetalls liegt und auf eine unzureichende Aufbringung von Schweißgut zurückzuführen ist. Dieser Fehler ist von außen sichtbar und kann durch eine Sichtprüfung festgestellt werden. Faktoren wie eine hohe Schweißvorschubgeschwindigkeit und eine übermäßige Wärmezufuhr sind häufige Ursachen für Unterfüllungen.
Klassifizierung von Schweißfehlern | |||
GEBIET | FORM | ||
| Äußerer Defekt | Interner Fehler | Volumenfehler | Ebenenfehler |
| Übermäßige Verstärkung | Risse | Schlackeneinschluss | Fehlende Fusion |
| Porosität | Porosität | Porosität | Unterfüllung |
| Undercut | Unvollständiges Eindringen | Überlappung | Unvollständiges Eindringen |
| Spritzer | Risse | ||
Diese Klassifizierungen sind für Schweißer und Prüfer von Bedeutung, da sie ausschlaggebend dafür sind, mit welchen Methoden die Fehler erkannt und behoben werden. Zu den Abhilfemaßnahmen für diese Fehler zählen die Verwendung geeigneter Werkstoffe, die Beseitigung von Verunreinigungen, die Wahl eines geeigneten Elektrodenwinkels, gegebenenfalls das ordnungsgemäße Vorwärmen der Schweißnaht sowie die Einhaltung einer angemessenen Schweißgeschwindigkeit während des Prozesses.
Beispiele Beispiele für Maßnahmen zur Behebung von Schweißfehlern | |
| Undercut |
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| Porosität |
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| Unvollständige Fusion |
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| Schweißnahtriss |
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Nutzung der Augmented-Reality-Technologie
Wusstest du, dass Soldamatic während der Übung Anleitungen anzeigen kann? Dieser AR-Schweißsimulator analysiert Ihre Bewegungen während der Übung, gibt sofortiges Feedback und macht das Training so lehrreicher. Der Schweißer kann in Echtzeit sehen, ob Winkel, Vorschubgeschwindigkeit oder Spannungswerte nicht optimal sind, da während der Simulation rote Markierungen erscheinen. Sind die Ausführungen hingegen korrekt, werden die Anleitungen grün angezeigt.
Darüber hinaus lässt sich das Muskelgedächtnis verbessern, ohne dass Rohstoffe wie Kohlenstoffstahl, Aluminium oder Edelstahl verschwendet werden. Die Gewährleistung korrekter Schweißtechniken und die Vermeidung häufiger Schweißfehler sind ebenfalls entscheidend für die Rohstoffkontrolle. Die Augmented-Reality-Technologie bietet einen äußerst vielversprechenden Ansatz zur Senkung dieser Kosten.
Diese revolutionäre Lösung wurde entwickelt und bietet zahlreiche Vorteile für die Schweißausbildung und die Kompetenzentwicklung. Soldamatic bietet verschiedene, von namhaften Schweißverbänden zertifizierte Ausbildungsprogramme an, die auf Ihre spezifischen Bedürfnisse zugeschnitten sind. In unserem Bereich „Fallstudien“ können Sie sich über die Industrieunternehmen und Berufsschulen informieren, die die Augmented Methodologyanwenden.
Sie können auch eine eigene Übung erstellen, um die Fähigkeiten der Schweißer zu bewerten. Mit Soldamatic können Sie beispielsweise von Anfang an eine Schweißanweisung (WPS) mit falschen Werten erstellen. Wenn die Teilnehmer dann mit dem Schweißnahtaufbau beginnen, zeigt die Simulation die Fehler direkt während des Schweißvorgangs an. Außerdem können sie die Schweißnaht im Analysemodul untersuchen, das unmittelbar nach der Übung erscheint.
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mehr zertifizierte Schweißer als bei herkömmlichen Verfahren
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Ein innovativer Ansatz zur Vermeidung von Schweißfehlern
Schweißunfälle ereignen sich, wenn Sicherheitsvorkehrungen vernachlässigt werden. Innere Fehler erfordern oft anspruchsvollere Prüfverfahren wie Ultraschallprüfung oder Röntgenprüfung, während äußere Fehler häufig durch eine Sichtprüfung erkannt werden können. Abhilfemaßnahmen für diese Fehler können das Entfernen von Verunreinigungen, die Verwendung eines geeigneten Elektrodenwinkels oder die Einhaltung einer angemessenen Schweißgeschwindigkeit während des Prozesses sein. Durch das Verständnis der Ursachen dieser häufigen Schweißfehler und die Umsetzung wirksamer Abhilfemaßnahmen können Schweißer die Qualität, Festigkeit und Zuverlässigkeit ihrer Schweißnähte verbessern.
Kontinuierliche Weiterbildung, die Einhaltung bewährter Schweißverfahren und Liebe zum Detail sind unerlässlich, um Fehler zu minimieren und eine hervorragende Schweißqualität in verschiedenen industriellen Anwendungen zu erzielen. AR-Systeme ermöglichen es Schweißern, präziser und effizienter zu arbeiten, und fördern gleichzeitig Sicherheit, Produktivität und Wirtschaftlichkeit. Soldamatic ist die Lösung, um bewährte Verfahren und Fehlervermeidung in den Vordergrund zu stellen.
