Schweißnahtfehler

Schweißnahtfehler

Schweißnahtfehler in einer Schweißverbindung weisen bei der Fertigung immer auf eine niedrige Qualität hin. Doch lässt allein ein Schweißnahtfehler keine alleinige Beurteilung über den Umfang der Tauglichkeit im Gebrauch dieses Werkstücks zu. In den DIN-Normen EN ISO 5817 und EN ISO 6520-1 wird deshalb der Ausdruck Unregelmäßigkeiten für Schweißnahtfehler verwendet.

Die Einteilung der Schweißnahtfehler bei der Schweißnahtprüfung

Die Abweichung von der vorgesehenen Geometrie oder Fehlstelle in der Schweißung beschreibt die DIN-Norm EN ISO 6520-1 als eine solche Unregelmäßigkeit. Sie gilt in dieser Definition als unzulässige Unregelmäßigkeit. Dieselbe DIN-Norm teilt diese möglichen Unregelmäßigkeiten genau ein, die beim Schweißen auftreten können, die durch eine NDT Prüfung (ZfP) erkannt werden können.

Die Einteilung der Schweißnahtfehler erfolgt in sechs Gruppen:

Gruppe 1

der Schweißnahtfehler – Risse

Wenn das Material eines Werkstoffs sich im festen Zustand wieder trennt, entsteht ein Riss. Dies kann durch vorangegangene Spannungen passieren, die in der Wärmeinflusszone oder in der Schweißnaht vorlagen. Die verschiedenen Arten von Rissen werden bei der Rissprüfung ebenfalls unterschieden (Richtung des Risses oder Stelle des Risses).

Gruppe 2

der Schweißnahtfehler – Hohlräume

Lunker
Wenn ein Hohlraum parallel zur Achse einer Schweißnaht verläuft und einen Gaskanal bildet, schrumpft ein erstarrtes Werkstück. Dieser dort entstandene Hohlraum wird in der Fachsprache als Lunker beschrieben. 

Pore
Als Folge eines Gaseinschlusses kann ein Hohlraum entstehen. Ein kugelförmiger Hohlraum gilt als Pore, die als Porennester oder Porenzellen auftreten können. Sie können auch im erstarrten Werkstück gleichmäßig verteilt sein.

Gruppe 3

der Schweißnahtfehler – feste Einschlüsse

Wenn sich im Schweißgut Fremdstoffe ablagern bezeichnet man dies als festen Einschluss. Es kann sich dabei um Oxid- oder Flussmittelreste, Schlacke oder Fremdmetall handeln. Wenn die Schweißstelle nicht ausreichend vor einem Zutritt von Luft geschützt war und sich Oxid-Beläge dort ablagern, gehören sie ebenfalls zu der Gruppe der festen Einschlüsse.

Gruppe 4

der Schweißnahtfehler – ungenügende Durchschweißung und Bindefehler

Fällt der tatsächliche Einbrand niedriger aus als der vorhergesehene, liegt eine ungenügende Durchschweißung vor. Wenn der Grundwerkstoff und das Schweißgut nicht fest miteinander verbunden sind oder keine feste Verbindung bei mehrlagigem Schweißen der verschiedenen Lagen zustande kommt, bezeichnet man das als Bindefehler oder mangelnder Haftverbund.

Gruppe 5

der Schweißnahtfehler – Form- und Maßabweichungen

Weicht bei der Schweißnaht die gewünschte Geometrie in so gut wie allen Varianten ab, werden sie dieser Gruppe zugeordnet. Es handelt sich dabei zum Beispiel um einen zu schroffen Überlauf oder Übergang des Schweißguts auf der Schweißnaht-Oberfläche oder der Schweißnaht-Wurzel. Überhöhungen an der Schweißnaht-Wurzel oder der Schweißnaht zählen ebenfalls dazu, sowie durchgehende Löcher, die durch eine durchgebrannte Schweißnaht entstanden sind. Das gilt auch, wenn im Bereich sämtlicher Schweißnahtversätze und der Schweißnaht Unterwölbungen festgestellt werden oder die vorgeschriebenen Maße mit den Abmessungen der Schweißnaht nicht übereinstimmen.

Gruppe 6

der Schweißnahtfehler – sonstige Unregelmäßigkeiten

Wenn Unregelmäßigkeiten vorliegen, die in keine der fünf verschiedenen Gruppen eingeordnet werden können, werden sie als sonstige Unregelmäßigkeiten bezeichnet. Dazu gehören zum Beispiel unerwünschte Verfärbungen, Kerben, Spritzer oder Zündstellen.

Grenzwerte, die beim Bewerten und Prüfen von Unregelmäßigkeiten als Grundlage gelten, werden in der DIN-Norm EN ISO 5817 geregelt.

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Schweißnahtfehler beim Punktschweißen oder Pressschweißen

In der DIN-Norm EN ISO 6520-2 werden die Unregelmäßigkeiten beschrieben, die beim Pressschweißen vorkommen können. Es wird genau wie beim Schmelzschweißen in sechs Gruppen unterschieden. Die Gruppen werden identisch bezeichnet, wobei der vorangestellte Buchstabe P auf die Unregelmäßigkeiten beim Press- oder Punktschweißen hinweist: 

P1 – Risse
P2 – Hohlräume
P3 – Feste Einschlüsse
P4 – Bindefehler
P5 – Form- und Maßabweichungen
P6 – sonstige Unregelmäßigkeiten

Woran kann es bei einem Schweißnahtfehler liegen? 

Mögliche Fehler beim Schweißen können Schweißnahtfehler erzeugen, zum Beispiel ein ungünstiges Verhältnis zwischen Tiefe und Breite der Naht, zu hohe Eigenspannung der Bauteile oder ein falscher Zusatzwerkstoff, ein zu langer Lichtbogen, eine nicht gut vorbereitete Schweißnaht, vorlaufende Schlacke, falsche Schweißleistung, falsche Schweißgeschwindigkeit, fallendes Schweißen, ein mittig geführter Lichtbogen oder ein übermäßig langer Lichtbogen.

Die Zerstörungsfreie Materialprüfung (ZfP Prüfung) eignet sich hervorragend bei Schweißnahtfehlern

Durch diese Materialprüfung wird die Eignung zum Gebrauch eines Werkstoffs mittels zerstörungsfreie Schweißnahtprüfung weder gemindert noch beeinträchtigt. Mit physikalischer Messtechnik nutzt die zerstörungsfreie Prüfung das gesamte Feld der Wechselwirkungen von Energie, das physikalisch möglich ist. Als Grundsatz gilt – diese Energie darf keine Veränderung am Werkstoff verursachen.

Röntgen bei einem Schweißnahtfehler zur Qualitätskontrolle

Röntgenstrahlen (kurzwellige elektromagnetische Strahlen) sind in der Lage, Metalle zu durchdringen und dienen zum Prüfen und Bewerten von technischen Bauteilen. Sie werden nach verwendeter Wellenlänge, Dicke des Werkstoffs und je nach Werkstoff abgeschwächt. Auf einem Röntgenfilm von einem Röntgengerät wird hinter dem Bauteil die Reststrahlung festgehalten. Die Röntgenstrahlung (X-Ray) aus einer Röntgenröhre dient als Strahlenquelle. Diese Strahlenprüfung durch ein Röntgengerät wird vom Strahlenschutzgesetz (DIN 54113 und DIN 54115) geregelt. Sie unterliegt Sicherheitsvorkehrungen und darf nur von spezialisiertem Personal mit Ausbildung durchgeführt werden. 

Die Zfp Schweißnahtprüfung (NDT) wird neben der Qualitätskontrolle in allen Branchen der Industrie angewandt. Hauptsächlich beim Automobil, in Gießereien, in der Elektronikindustrie, Kunststoff- und Energietechnik und in der Luft- und Raumfahrt. 

Hohlräume mit großem Volumen, Lunkern, Einschlüssen oder Poren (lokale Veränderungen der Dichte) eignen sich hervorragend für die zerstörungsfreie Werkstoffprüfung mittels röntgen. Fehler bei Rissen sind in der zerstörungsfreien Schweißnahtprüfung nur dann nachweisbar, sofern der Riss ausreichend offen ist und der Tiefenverlauf des Risses in exakter Richtung des Strahls verläuft. Die Praxis verwendet für derartige Fehler die Mehrwinkelradiographie oder die Computertomographie. 3D Röntgen beschäftigt sich zudem mit der mechanischen Beschädigung und Korrosion in Lagerbehältern, Raffinerie-Kolonnen und Rohrleitungen. Digitales Röntgen umfasst Röntgenverfahren deren Röntgenbilder digital und nicht mehr mit analogen Röntgenfilmen erfasst werden.

Industrielles Röntgen

Industrielles Röntgen erkennt Fehler und Schwachstellen in der Produktion durch Röntgen von Werkstücken oder Maschinen mit Röntgengeräten, die wesentlich größer sind als sie die Medizin verwendet. Die genaue Fehleranalyse ist ein großer Bestandteil in diesem Bereich. Vor allem bei der Luftfahrt, in der Stahl- und Aluminium Branche. Immens wichtig ist die zerstörungsfreie Materialprüfung (ZfP) bei Pipelines, Stahlbauten und Brückenbau. Im Bauwesen werden Schweißnähte nach Norm geprüft, um eine Bauabnahme mit der Durchstrahlungsprüfung (RT) durch Röntgenstrahlen zu garantieren. Das Verfahren gewährleistet die Sicherheit der Produkte. Das betrifft nicht nur Guss oder Stahl, die Materialprüfung für Kunststoff erfolgt ebenfalls durch Röntgensysteme.

Weil Bauteile vorher nicht zerlegt werden müssen, um Fehler in den Teilen finden zu können und sich so Produktionsfehler ohne viel Aufwand aufdecken lassen, liegt der Vorteil von industriellem Röntgen klar auf der Hand. Zudem fördert er die Wirtschaftlichkeit durch das Reduzieren der Kosten für industrielle Unternehmen. Erreichen Sie mehr Wirtschaftlichkeit und eine nachhaltige Verbesserung der Produktivität im Qualitätsmanagement Ihres Unternehmens mit der Serienprüfung durch 2D-Röntgen! Als Standardmethode erzielt die 2D-Röntgentechnik bei der zerstörungsfreien Materialprüfung hohe Auflösungen im Submikrometerbereich. Sie eignet sich deshalb äußerst gut für die Serienprüfung bei höheren Stückzahlen.

Als Energie-dispersive Röntgenfluoreszenzanalyse (RFA) wird die Messung von Schichtsystemen und Schichten in der Industrie bezeichnet. Diese Schichtdickenmessung prüft die elementare Zusammensetzung von Material und bestimmt Qualität und Quantität und lässt sich mit modernen Geräten optimal nutzen.

Zerstörungsfreie Prüfung durch Computertomographie

Die Bilder einer Computertomographie (CT) sind hochpräzise, reproduzierbar und wiederholbar. 3D Röntgen benötigt tausende von 2D-Röntgen-Scans und überlagert sie für ein 3D-Röntgenbild. Dadurch benötigt ein CT größere Mengen an Datenspeicher, menschliche Fehler werden jedoch bei der Materialanalyse minimiert. Die dreidimensionale Technik durch CT ist in der Lage, schwerwiegende Fehler zu finden und zu bewerten. Das Besondere an der 3D-Röntgentechnik ist, dass sie in komplexe Gussteile und unzugängliche Wandstärken tief vordringen und so eine exakte Beurteilung über den Materialzustand abgeben kann.

Unterschiede der 2D- und 3D-Prüftechnologie

Grundsätzlich wirken die auf Röntgen basierenden Durchstrahlungen der 2D- und 3D-Prüftechnologie übereinstimmend. Die Röntgenstrahlung wird von den im Objekt enthaltenen Materialien unterschiedlich stark absorbiert. Den größten Einfluss darauf haben Materialdicke, die chemische Zusammensetzung und die Materialdichte.

Auch beim Reverse Engineering werden Röntgen-Inspektionssysteme angewandt. In diesem Prozess werden technische Gegenstände so genau untersucht, dass ein Nachbau der Gegenstände möglich ist.

X-Ray Gampp bietet zur Schadensuntersuchung und bei Materialermüdung verschiedene Testmethoden zur Schadensanalyse an:

– Serienprüfung Ihrer Bauteile 
– Industrielle Werkstoffprüfung
– Schweißnahtprüfung
– Gussteilprüfung

Zusätzlich bietet eine zuverlässige Filmdigitalisierung durch X-Ray Gampp die dauerhafte Sicherung und das Archivieren Ihrer Röntgenbilder, die im Anschluss von jedem Arbeitsplatz betrachtet werden können.

X-RAY Gampp befasst sich nicht nur mit dem Vermitteln und dem Verkauf von Röntgenkomplettanlagen. Unser Angebot umfasst auch den Bereich von 2D und 3D Messungen. Wir arbeiten mit namhaften Herstellern zusammen und bieten kundenspezifische Computertomographen, individuell auf unsere Kunden zugeschnitten, an. Es spielt keine Rolle, welches Material Sie durchleuchten möchten, ob es winzig und organisch oder aus Metall und so groß wie ein Motorblock ist. X-RAY Gampp bietet Lösungen, die für kleine Produkte oder für solche mit großem Volumen passgenau sind – inklusive dem zuverlässigen Qualitätsnachweis. 

Wenn Sie ein Röntgengerät kaufen möchten und keine Anlage von der Stange wünschen, Ihnen Effizienz und Wirtschaftlichkeit wichtig ist, passen wir das Gerät auf Ihre Bedürfnisse an. Nehmen Sie einfach unverbindlich Kontakt mit uns auf.

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