Schweißfehler: Arten, Ursachen und vorbeugende Maßnahmen

„Schweißen spielt bei der Herstellung von Blechteilen eine wichtige Rolle. Kleine Nachlässigkeiten bei der Auswahl der Schweißtechnik und des gewünschten Materials können die Verbindung schwächen und zusätzliche Kosten verursachen, was wiederum die Projektzeit für die Teileherstellung verlängert und sich negativ auf die Gesamtproduktivität und Rentabilität auswirkt.“ 

Schweißfehler kann für Bauwerke unabhängig von ihrer Größe gefährlich sein, sei es ein riesiges Riesenrad oder ein kleines Werkstück. Blechschweißen. Diese schlechte Schweißnähte entstehen durch unsachgemäßes Schweißen und können die Qualität der Schweißnaht beeinträchtigen. Nicht alle Unstetigkeiten sind notwendigerweise Defekte; wenn sie jedoch groß genug sind, um vom Prüfer gesehen zu werden, gelten sie als Defekte. Schweißer versuchen, diese Unvollkommenheiten zu vermeiden, um den Ausschuss zu minimieren und optimale Schweißnähte zu erhalten. Schweißnähte sollten nicht abgelehnt werden; Schweißer müssen unterschiedliche Schweißdiskontinuitäten, ihre Ursachen und wie sie verhindert werden können. 

Der Blogbeitrag erklärt anschaulich, was CNC ist. Bearbeitungsfehler sind und wie sie vermieden werden können.

Warum ist es wichtig, Defekte zu vermeiden?

Schweißfehler wie Heiß- oder Kaltschweißen, mangelnde Verschmelzung beim Guss oder fehlerhafte Schweißnähte verursachen erhebliche Produktionsausfälle und Nachbearbeitungen. Daher trägt das Verständnis der verschiedenen Schweißfehler, ihrer Ursachen und vorbeugender Maßnahmen zur Vermeidung von Verformungen maßgeblich zur Herstellung hochwertiger Teile und Produkte bei. 

Was ist ein Schweißfehler?

Schweißfehler schließen

Schweißfehler sind unvollkommene oder ungenaue Schweißungen, die die Schweißverbindungen schwächen und daher unerwünscht sind. Diese Fehler sind im Schweißprozess nicht akzeptabel, da sie die Gesamtqualität des geschweißten Produkts beeinträchtigen. Auf dimensionaler Basis können Schweißfehler in zwei Kategorien eingeteilt werden. Der erste Typ betrifft einen Tiefziehfehler, die auftritt, wenn die Schweißnaht nicht die richtige Größe hat. Der zweite Typ ist Materialfehler, der sich auf die Tatsache bezieht, dass das Material der Schweißnaht nicht perfekt ist. Mögliche Ursachen können eine falsche Schweißtechnik, eine ungeeignete Materialauswahl, ein ungeübter Schweißer oder falsche Schweißeinstellungen wie Schweißgeschwindigkeit, Strom und Spannung sein. Die Vorgehensweise bei der Behandlung bestimmter Schweißfehler variiert je nach aufgetretenem Defekt. Einige können sofort korrigiert werden, während bei anderen das Teil möglicherweise neu geschweißt werden muss und der Prozess erneut durchlaufen werden muss.

Schweißfehler werden im Allgemeinen in zwei Typen eingeteilt: interne Fehler, die innerhalb der Schweißnaht auftreten, und externe Fehler, die sich auf der Oberfläche der Schweißnaht befinden. Das Verständnis dieser Klassifizierungen und ihrer Ursachen ist daher wichtig, um die Leistung von Schweißverbindungen zu verbessern.

Häufige Arten von Schweißfehlern

Schweißfehler können je nach ihrer Position im Metall als oberflächlich oder unter der Oberfläche liegend kategorisiert werden.

1. Äußere Schweißfehler

Diese Defekte treten auf der Oberfläche der Schweißverbindung auf. Sie können oft mit bloßem Auge oder durch Techniken wie die Magnetpulverprüfung (MPI) oder die Farbeindringprüfung (DPI) erkannt werden. Die häufigsten äußeren Schweißfehler sind Risse, Einkerbungen, Überlappungen, Porosität und Spritzer.

2. Interne Schweißfehler

Innere Defekte sind auf der Oberfläche des Materials nicht sichtbar. Sie befinden sich vielmehr im Inneren. Methoden wie Ultraschallprüfung (UT) oder Durchstrahlungsprüfung (RT) werden verwendet, um diese Defekte zu identifizieren. Beispiele für innere Schweißdefekte sind Schlackeneinschlüsse, unvollständige Durchdringung und unvollständige Verschmelzung. Das Identifizieren dieser Defekte ist wichtig, um die Qualität der Schweißkonstruktionen zu gewährleisten.

Lassen Sie uns zunächst über äußere Schweißfehler sprechen

Hier sind einige häufige Defekte, die normalerweise während des Schweißvorgangs auftreten.

Hinterschneidungen

Hinterschneidungen

Hinterschneidungen sind schmale Rillen entlang der Schweißkanten, die vor allem durch hohe Lichtbogenspannung und Schweißgeschwindigkeiten entstehen. Sie verringern die mechanische Festigkeit der durch Schweißen zu verbindenden Teile.

Prävention

• Die Schweißgeschwindigkeit sollte angepasst werden, um die erforderliche Wärmezufuhr zu erreichen.
• Stellen Sie sicher, dass Sie eine Elektrode der richtigen Größe verwenden, um die ordnungsgemäße Ablagerung des Füllmaterials zu ermöglichen.
• Passen Sie die Lichtbogenlänge und die Spannungseinstellungen an.
• Aus dem gleichen Grund ist es möglich, mehrere Durchgänge durchzuführen, um die Tiefe der Nut zu verringern.
• Der Brennerwinkel sollte zwischen 30 und 45 Grad Celsius gehalten werden, um eine ordnungsgemäße Perlenbildung zu gewährleisten. Diese vorbeugenden Maßnahmen stärken Schweißnähte und verringern das Risiko von Unterschnitten bei langlebigen Verbindungen.

Risse

Schweißrisse

Schweißrisse sind schwerwiegende Defekte, die die Festigkeit der Verbindung beeinträchtigen. Sie können überall auf der Oberfläche des Teils auftreten und werden häufig in zwei Formen eingeteilt:

• Heiße Risse: Diese Risse entstehen bei Temperaturen von bis zu 10,000 Grad Celsius. Normalerweise sind sie unsichtbar und erfordern ein Mikroskop, da sie winzig sind und mit bloßem Auge nicht erkannt werden können.
• Kälterisse: Während Heißrisse beim Schweißen entstehen, entstehen Kaltrisse nach dem Schweißen, normalerweise während der Erstarrungsphase des Teils. Diese schlimme Mängel Es kann Stunden oder Tage dauern, bis es angezeigt wird.

Um Rissbildung zu vermeiden, sollten Sie die folgenden vorbeugenden Maßnahmen in Betracht ziehen: 

• Vermeiden Sie durch kontrollierte Kühlung ein plötzliches Abschrecken oder einen Temperaturanstieg im Schweißbereich.
• Erwärmen Sie die Verbindung auf die tatsächlich erforderliche Temperatur, um die thermische Spannung zu reduzieren.
• Stellen Sie die Schweißparameter entsprechend ein und halten Sie dabei die Stromstärke und Schweißgeschwindigkeit niedrig genug.
• Für die Erstellung erhabener oder vertiefter Muster verwenden Sie die Prägeverfahren für optimale strukturelle Integrität und Festigkeit. 
• Sorgen Sie durch die richtige Konstruktion der Verbindungen dafür, dass die Spannung gleichmäßig über die Schweißnaht verteilt wird.
• Achten Sie außerdem auf die Verwendung geeigneter Füllstoffe mit einheitlicher Legierungszusammensetzung, die exakt zu den Grundmetallen passt. 
• Die oben beschriebenen Maßnahmen können dazu beitragen, die Möglichkeit einer Rissbildung in Schweißverbindungen zu minimieren und die Festigkeit und Langlebigkeit der Schweißnaht zu gewährleisten.

Spritzer

Schweißspritzer

Spritzer treten normalerweise beim MIG-Schweißen auf. Dabei handelt es sich um geschmolzenes Metall, das an benachbarten Oberflächen klebt und nur die Ästhetik des gewünschten Teils, nicht aber die strukturelle Festigkeit beeinträchtigt.

Um die Bildung von Spritzern zu verhindern, beachten Sie die folgenden Vorsichtsmaßnahmen:

• Reinigen Sie zunächst das Grundmetall vor dem Schweißen gründlich.
• Zum Erzeugen von Schnitten geeignetes Schutzgas verwenden.
• Passen Sie die Schweißstromstärke bzw. den Schweißstrom dem jeweiligen Material an.
• Halten Sie beim Schweißen eine kurze Lichtbogenlänge ein, um die Spritzerbildung auf einem Teil zu minimieren.
• Um ein reibungsloseres Schweißen zu gewährleisten, prüfen und reinigen Sie den Zufuhrdraht regelmäßig von Verstopfungen.

Schweißüberlappung

Schweißüberlappung

Eine Schweißüberlappung ist ein Zustand, bei dem das Füllmaterial am Rand der Schweißnaht keine richtige Verbindung mit dem Metall hat und das Schweißbad über den erforderlichen Bereich hinausgeht. Dies führt zur Bildung des Schweißmetalls in einem Winkel von weniger als 90 Grad.

Ursachen für Überlappungen

• Ungeeignetes Schweißverfahren
• Unterschiedliche Ausrichtungen und Winkel der Elektroden beim Schweißen
• Einsatz großformatiger Elektroden
• Hoher Schweißstrom oder übermäßige Wärmezufuhr

Verhindern Sie das Aufnehmen von Überlappungen

• Wählen Sie die richtige Schweißtechnik, um eine optimale Lichtbogenlänge zu gewährleisten.
• Achten Sie darauf, dass die Elektroden beim Schweißvorgang im gleichen Winkel angebracht werden.
• Versuchen Sie, große Elektroden zu vermeiden. 
• Es ist wichtig, den Schweißvorgang möglichst in flachen Positionen durchzuführen.
• Um den Poolfluss zu kontrollieren, versuchen Sie, den Wärmeeintrag oder den Schweißstrom zu reduzieren

Mithilfe dieser Faktoren lässt sich die Wahrscheinlichkeit von Schweißüberlappungen verringern und so die Festigkeit und Haltbarkeit der Schweißnähte verbessern. 

Porosität Schweißfehler

Schweißporosität Ein häufiges Problem ist die Bildung von Gaseinschlüssen in der Schweißnaht. Dies beeinträchtigt deren Festigkeit und Qualität. Das Schweißgut kommt mit der Umgebung in Kontakt und nimmt Gase wie Wasserdampf und Wasserstoff auf.

Um porösen Schweißnähten vorzubeugen, hier einige hilfreiche Tipps:

• Entfernen Sie vor dem Schweißen Verunreinigungen von der Schweißoberfläche.
• Beschleunigen Sie den Schweißvorgang, damit die Gase leichter entweichen können.
• Stellen Sie sicher, dass der Gasdurchflussmesser richtig eingestellt ist, um den richtigen Schutzgasfluss zu gewährleisten.
• Es ist außerdem wichtig, dass das Grundmetall sauber und schweißbereit ist, damit eine gute Verbindung hergestellt werden kann.
• Um feuchtigkeitsbedingte Komplikationen zu vermeiden, ist darauf zu achten, dass die Verbindung vor dem Schweißen frei von Feuchtigkeit ist.
• Regulieren Sie den Schutzgasfluss auf ein optimales Niveau, um den richtigen Schutz zu gewährleisten.
• Stellen Sie die Stromstärke nicht zu hoch ein, um eine Porosität der zu schweißenden Oberfläche zu vermeiden.
• Wählen Sie die richtige Elektrodenlegierung aus, die für die durchzuführende Schweißarbeit am besten geeignet ist.

Lassen Sie uns über interne Schweißdiskontinuitäten sprechen

Hier sind einige häufige interne Schweißfehler, die beim Schweißen im Allgemeinen auftreten. 

Schlackeneinschlüsse

Schlackeneinschlüsse

Einschlüsse sind schlackenartige Partikel, die die Festigkeit einer Schweißnaht beeinträchtigen können, wenn sie auf der Schweißoberfläche eingeschlossen sind. Normalerweise treten sie beim Stabschweißen und Lichtbogenschweißen aufgrund der hohen Stromdichte auf. 

Um Einschlüsse zu verhindern, versuchen Sie diese vorbeugenden Maßnahmen:

• Es ist wichtig, das Grundmetall vor dem Schweißen gründlich zu reinigen und vorzubereiten.
• Stellen Sie keine zu niedrige Stromstärke ein.
• Lassen Sie die Schweißnaht langsam abkühlen, um den Materialfluss zu verbessern und die Gefahr der Bildung von Verunreinigungen zu minimieren.
• Stellen Sie sicher, dass der Winkel des Brenners während des gesamten Schweißvorgangs optimal ist.
• Schweißen Sie gleichmäßig und mäßig, um die Möglichkeit von Schlacke im Schweißmaterial zu verringern.

Unvollständige Penetration

  Unvollständige Penetration

Unvollständige Durchdringungen treten häufig auf, wenn die Schweißnaht bei einer Stoßverbindung nicht ausreichend durch die Dicke der Platten dringt. Diese Defekte führen zu einer schwachen Metallverbindung oder Schweißnaht. 

Um ein unvollständiges Durchschweißen zu verhindern, beachten Sie die folgenden Schweißtipps:

• Wählen Sie den geeigneten Verbindungstyp aus und stellen Sie vor dem Schweißen die korrekte Ausrichtung sicher.
• Um ein tieferes Eindringen der Schweißnaht in das Material zu ermöglichen, muss die Schweißgeschwindigkeit verringert werden.
• Wählen Sie eine Elektrodengröße, die den Schweißanforderungen des Projekts entspricht.
• V-Nuten für Stoßverbindungen sollten mit einer Neigung von 60 bis 70 Grad hergestellt werden, um ein ordnungsgemäßes Schweißen zu gewährleisten.

Unvollständige Fusion

Eine unvollständige Verschmelzung tritt auf, wenn sich das Schweißmetall und das Grundmetall nicht richtig verbinden oder wenn die Schweißschichten nicht gut miteinander verbunden sind. Dies kann passieren, wenn sich das Füllmaterial beim Mehrlagenschweißen auf beiden Seiten der darunterliegenden Schweißnähte nicht mit dem Grundmetall verbindet.

Um eine unvollständige Fusion zu vermeiden, versuchen Sie, die unten aufgeführten Punkte zu beachten:

• Darüber hinaus muss unbedingt sichergestellt werden, dass das Grundmetall durch gründliches Waschen frei von jeglichen Verunreinigungen ist.
• Wählen Sie die richtige Elektrodengröße für die jeweilige Arbeit.
• Achten Sie darauf, dass Sie die richtige Legierung für die Elektrode verwenden.
• Bewegen oder schwingen Sie den Schneidbrenner während des Schweißens nicht zu stark.
• Stellen Sie sicher, dass die Lichtbogenlänge angemessen ist, um zu vermeiden, dass einige Materialien nicht richtig verschmolzen werden.
• Behalten Sie die Schweißstromstärke bei, damit die Metalle richtig verschmelzen können.

Der Unterschied zwischen Schweißunterbrechungen und Schweißfehlern

Schweißunregelmäßigkeiten sind Defekte in Schweißverbindungen, die durch unsachgemäße Schweißverfahren oder -praktiken verursacht werden. Diese Abweichungen können sich auf Größe, Form und Qualität der Schweißnaht auswirken und sich als interne oder externe Unvollkommenheiten äußern.

Im Gegensatz zu Schweißfehlern:

• Eine Schweißnaht wird zu einer Schweißdiskontinuität, wenn sie von der Qualitätskontrollabteilung gänzlich abgelehnt wird.
• Unstetigkeiten können durch Feldtests behoben werden, Defekte hingegen nicht.
• Obwohl Unstetigkeiten bis zu einem gewissen Grad toleriert werden können, werden Mängel entweder behoben oder das Produkt verschrottet.
• Unstetigkeiten liegen im Allgemeinen innerhalb der Fertigungstoleranzgrenzen, Defekte hingegen nicht. 

Daher ist die Prüfung mit effizienten Techniken bei Schweißprozessen von entscheidender Bedeutung.

Fazit

Schweißfehler sind nicht nur kosmetische Mängel; sie beeinträchtigen in der Regel die Qualität und können Unfälle verursachen. Ohne fachgerechte Schweißung SchweißdienstEs besteht ein hohes Risiko für Unfälle oder sogar Todesfälle. In diesem Beitrag werden die Schweißverfahren erläutert, die zum Schutz von Schweißern und Endanwendern erforderlich sind. Fortschrittliche Technologie und Fachkompetenz tragen dazu bei, die Anzahl von Fehlern zu reduzieren und die Qualität und Sicherheit der Produkte zu gewährleisten. 

Häufig gestellte Fragen

F1. Welche Schweiß- oder Prüfverfahren gibt es, bei denen das Material nicht zerstört wird?

Eine Sichtprüfung reicht möglicherweise nicht aus, um interne Schweißfehler zu erkennen, weshalb eine zerstörungsfreie Prüfung unerlässlich ist. Die Magnetpulverprüfung (MPI) wird verwendet, um Oberflächenbrüche und kleine Defekte zu erkennen, ist jedoch bei Unstetigkeiten unterhalb der Oberfläche nicht hilfreich. Bei der Ultraschallprüfung (UI) werden hochfrequente Schallwellen verwendet, um Defekte innerhalb und außerhalb der Schweißstellen zu erkennen. Darüber hinaus werden bei der Fehlerprüfung mit der Röntgenprüfung (RI) Gamma- oder Röntgenstrahlen verwendet, um ungeeignete Schweißnähte schnell zu prüfen und zu identifizieren.

F2. Was ist die einfachste Methode, die Schweißnaht zu identifizieren?

Um nach Schweißfehlern zu suchen, beginnen Sie mit einer allgemeinen Beurteilung der Schweißnaht. Korrigieren Sie sie, wenn Sie Fehler finden, damit Ihre Arbeit so perfekt wie möglich wird.

F3. Welches Schneidverfahren wird für Präzisions- und genaue Schweißnähte bei engen Abmessungen in Betracht gezogen?

CNC-Laserschneiden gilt insbesondere als optimale Technik für präzise Schnitte und Schweißnähte. Im Allgemeinen Fehler beim Laserschneiden sind beim bestimmungsgemäßen Einsatz von Laserschneidmaschinen minimal. 

F4. Welche Maßnahmen sollten ergriffen werden, um schlechte Schweißnähte zu vermeiden? 

Um die Entstehung schlechter Schweißnähte zu verhindern, schweißen Sie mit konstanter Geschwindigkeit, reinigen Sie das Werkstück vor dem Schweißen und stellen Sie sicher, dass die Polarität während des Schweißvorgangs gut gehandhabt wird.

F5. Was sind prozessspezifische Schweißfehler?

Es gibt viele Möglichkeiten zum Schweißen. Einige häufig verwendete Techniken sind WIG-, MIG- und Laserschweißen. Diese Techniken sind relativ präziser und helfen dabei, detailliertere Muster zu reproduzieren. Trotzdem treten in der Regel Fehler auf, und einige häufige Schweißfehler sind das Brechen von Whisker-Ketten.