Katalog der Schweißnahtfehler
Sechs Gruppen von Unregelmäßigkeiten, geordnet nach dem, was ihnen zugrunde liegt. Für jede die Ursache, die Abhilfe und die Prüfung, die sie findet.
Den Fehler nach dem Erscheinungsbild finden
Den Katalog kann man nach Nummern lesen, an der Naht beginnt man aber meist mit einem Befund. Unten die häufigsten Befunde, die wahrscheinliche Nummer nach ISO 6520-1 und die Seite, auf der der Fehler ausführlich behandelt wird — mit Ursachen, Grenzwerten und Reparatur.
| Was man sieht | Nummer | Wo nachlesen |
|---|---|---|
| Löcher in der Decklage oder Punkte auf dem Röntgenfilm | 2011–2017 | Poren in der Schweißnaht |
| Eine Rinne am Nahtübergang, im Grundwerkstoff | 5011, 5012 | Einbrandkerbe |
| Ein Strich in Nahtmitte oder ein Stern im Krater, gleich nach dem Schweißen | 1011, 104 | Heißrisse |
| Ein Riss unter dem Nahtübergang, Stunden nach dem Schweißen | 1013 | Kaltrisse |
| Von hinten sieht man nicht aufgeschmolzene Kanten oder einen Spalt | 402 | Ungenügende Durchschweißung |
| Dunkle Linie entlang der Fugenflanke auf dem Film; die Biegeprobe öffnet sich an der Flanke | 4011, 4012 | Bindefehler |
| Decklage zu hoch, ein Buckel über dem Blech | 502, 503 | Rechner für Bewertungsgruppen |
| Wurzel steht hinten zu weit heraus | 504 | Rechner für Bewertungsgruppen |
| Blechkanten auf verschiedener Höhe | 507 | Rechner für Bewertungsgruppen |
| Eine unbekannte Nummer im Protokoll | 100–618 | Tabelle der Nummern nach ISO 6520-1 |
Ein Befund ist nur eine Vermutung. Dieselbe dunkle Linie auf dem Film kann eine Schlackenzeile (301) oder ein Lagenbindefehler (4012) sein, und entscheiden kann das erst ein zweites Prüfverfahren oder ein Schliff — deshalb wird der Fehler zuerst benannt, dann gemessen und bewertet.
Die sechs Gruppen
100 Risse. Die einzige Gruppe ohne zulässige Größe. Sie zerfällt in Heißrisse, Kaltrisse und Terrassenbrüche — drei verschiedene Mechanismen mit demselben Namen, siehe Risse in der Naht.
200 Hohlräume. Poren, Porennester, Lunker, Endkrater. Fast immer ein Problem des Gasschutzes oder der Sauberkeit — siehe Poren in der Naht.
300 Feste Einschlüsse. Schlacke, Flussmittel, Oxide, Wolfram. Die Ursache ist mechanisch: zwischen den Lagen nicht sauber entfernt oder mit dem Wolfram ins Bad getippt.
400 Bindefehler. Fehlende Verbindung zwischen Schweißgut und Grundwerkstoff oder zwischen zwei Lagen, dazu die ungenügende Durchschweißung. Der gefährlichste Befund, weil er von außen unsichtbar ist — Bindefehler und Wurzelfehler.
500 Formfehler. Einbrandkerbe, Nahtüberhöhung, Kantenversatz, Wurzelrückfall. Sie werden gemessen und gegen die Grenzwerte gehalten, die der ISO-5817-Rechner liefert.
600 Sonstige. Zündstellen neben der Naht, Spritzer, Schleifriefen — geringfügig aussehende Befunde, die aber bei Bauteilen mit Ermüdungsbeanspruchung als Kerben zählen.
| Nr. | Gruppe | Was dazugehört |
|---|---|---|
| 100 | 1 — Risse | Längsriss, Querriss, Endkraterriss, Verzweigter Riss |
| 200 | 2 — Hohlräume und Poren | Gaseinschluss (Pore), Einzelpore, Porennest, Kraterlunker |
| 300 | 3 — Feste Einschlüsse | Schlackeneinschluss, Oxideinschluss, Metallischer Einschluss |
| 400 | 4 — Bindefehler und ungenügende Durchschweißung | Bindefehler, Flankenbindefehler, Ungenügende Durchschweißung (Wurzelfehler) |
| 500 | 5 — Unregelmäßige Nahtform und Maßabweichungen | Durchlaufende Einbrandkerbe, Zu große Nahtüberhöhung (Stumpfnaht), Schweißgutüberlauf, Kantenversatz, Durchbrand |
| 600 | 6 — Sonstige Unregelmäßigkeiten | Zündstelle außerhalb der Fuge, Schweißspritzer, Anlauffarben (sichtbare Oxidschicht) |
| Nr. | Fehler | Ursache | Was ändern |
|---|---|---|---|
| 201 | Gaseinschluss (Pore) | Feuchtigkeit, Schmutz, abgerissener Gasschutz, langer Lichtbogen | Elektroden trocknen, Kanten säubern, Gas und Zugluft prüfen |
| 2024 | Kraterlunker | Lichtbogen am Nahtende abrupt abgerissen | Endkrater mit Rückschritt füllen, Stromabsenkung einschalten |
| 301 | Schlackeneinschluss | Vorlage nicht gesäubert, der Lichtbogen läuft der Schlacke davon | Jede Lage säubern, den Lichtbogen vor dem Bad führen |
| 304 | Metallischer Einschluss | Die Wolframelektrode hat beim WIG Bad oder Draht berührt, oder der Strom liegt über dem Bereich des Elektrodendurchmessers | Wolfram nachschleifen, Abstand halten, mit HF- oder Lift-Arc-Zündung statt Anreißen zünden, Strom im Bereich des Durchmessers halten |
| 401 | Bindefehler | Zu wenig Strom, zu schnell geführt, falscher Winkel | Strom anheben, langsamer führen, Elektrodenneigung ändern |
| 402 | Ungenügende Durchschweißung (Wurzelfehler) | Zu kleiner Spalt, zu großer Steg, zu dicke Elektrode | Spalt vergrößern, Steg verringern, dünnere Elektrode nehmen |
| 5011 | Durchlaufende Einbrandkerbe | Zu viel Strom, zu schnell geführt, langer Lichtbogen | Strom zurücknehmen, an der Kante verweilen, Lichtbogen kürzen |
| 502 | Zu große Nahtüberhöhung (Stumpfnaht) | Zu langsam geführt, zu viel Zusatzwerkstoff | Schneller führen, Drahtvorschub verringern |
| 506 | Schweißgutüberlauf | Das Metall legte sich auf die kalte Kante, ohne einzubinden | Strom anheben, Winkel ändern, Vorschub verringern |
| 507 | Kantenversatz | Fehler beim Zusammenbau, schwache Heftstellen | Neu zusammenbauen, dichter heften, Vorrichtung benutzen |
| 510 | Durchbrand | Zu viel Strom auf dünnem Blech, zu großer Spalt | Strom zurücknehmen, unterbrochen schweißen, Badsicherung unterlegen |
| 100 | Kaltrisse | Wasserstoff + Aufhärtung + Eigenspannungen | Vorwärmen, wasserstoffarme Elektroden, Rücktrocknen, Schweißfolge |
| 100 | Heißrisse | Schwefel und Phosphor, steife Nahtform, Zugspannungen | Nahtform ändern, Streckenenergie senken, Zusatzwerkstoff wechseln |
| 602 | Schweißspritzer | Zu wenig Spannung, reines CO₂, langes freies Drahtende | Spannung anheben, auf Mischgas wechseln, Drahtende kürzen |
Wie sie gefunden werden
Sichtprüfung findet alles an der Oberfläche und ist deshalb die erste und billigste Stufe. Eindringprüfung findet offene Risse, Magnetpulverprüfung auch knapp darunter liegende — beide nur oberflächennah. Durchstrahlung und Ultraschall gehen in die Tiefe, mit unterschiedlichen Stärken — siehe die Tabelle.
| Verfahren | Findet | Findet nicht |
|---|---|---|
| Sichtprüfung (VT) | Formfehler, Oberflächenrisse, Einbrandkerben, Spritzer | Alles im Inneren |
| Eindringprüfung (PT) | Zur Oberfläche offene Risse und Poren | Alles unter der Oberfläche |
| Magnetpulverprüfung (MT) | Oberflächennahe Risse in ferritischem Stahl | Austenitischer Edelstahl, Aluminium |
| Ultraschallprüfung (UT) | Flächige Fehler: Risse, Bindefehler | Feine verteilte Porosität |
| Durchstrahlungsprüfung (RT) | Volumenfehler: Poren, Schlacke, Wurzelfehler — mit Film als Beleg | Enge Risse parallel zum Strahl, flächige Bindefehler |
Aussehen und Zulässigkeit
Zwei verschiedene Fragen. Eine grobschuppige Raupe innerhalb der Grenzwerte besteht die Prüfung; eine glatte Raupe mit einem Bindefehler darunter besteht sie nicht. Deshalb ist die Bewertungsgruppe auf der Zeichnung wichtiger als der erste Eindruck.
| Bewertungsgruppe | Bezeichnung | Wo sie gilt |
|---|---|---|
| B | Hoch | Kritische tragende Konstruktionen, Druckbehälter, EXC3–EXC4 nach EN 1090-2 |
| C | Mittel | Das Gros des Maschinen- und Stahlbaus, EXC2 |
| D | Niedrig | Unbelastete und zweitrangige Teile, Geländer, Rahmen |
In welcher Reihenfolge eine Naht geprüft wird
- Vor dem Schweißen. Spalt, Fugenwinkel und Kantenversatz (507) misst man am gehefteten Stoß — nach dem Schweißen lässt sich Versatz nur noch durch Auftrennen korrigieren. Hier prüft man auch die Sauberkeit der Fugen, die Hauptquelle für Poren.
- Während des Schweißens. Die Wurzel wird angesehen, bevor die nächste Lage sie verdeckt, und Schlacke zwischen den Lagen entfernt — der billigste Schutz gegen Einschlüsse und Lagenbindefehler.
- Nach dem Schweißen — Sichtprüfung. ISO 17637 verlangt mindestens 350 lx, einen Augenabstand bis 600 mm und einen Blickwinkel von mindestens 30°, auf schlackefreier Oberfläche. Hier zeigt sich der Großteil der Gruppe 500.
- Volumen- und Oberflächenprüfung — RT, UT, PT, MT — nach Prüfplan. Bei kaltrissgefährdeten Stählen nicht sofort: Ein Riss kann erst nach einem Tag auftreten.
- Protokoll. Nummer, Größe, Lage und Bewertung gegen die Gruppe — am schnellsten im Generator für das Sichtprüfprotokoll.
Welche Fehler am gefährlichsten sind
Die Rangfolge ergibt sich aus der Form, nicht aus der Größe:
- Flächige Fehler — Risse (100), Bindefehler (401) und in den Gruppen B und C auch ungenügende Durchschweißung (402). Sie haben scharfe Ränder, konzentrieren Spannung und wachsen unter wechselnder Last. Für Risse und Bindefehler nennt ISO 5817 überhaupt kein zulässiges Maß.
- Scharfe Kerben am Nahtübergang — Einbrandkerbe, schlechter Nahtübergang (505), Schweißgutüberlauf (506). Sie liegen dort, wo sich die Spannung ohnehin konzentriert, und sind deshalb bei Ermüdung der Rissausgang.
- Volumenfehler — Poren und Einschlüsse. Die runde Form konzentriert Spannung nur schwach, deshalb sind die Grenzen großzügiger; ein Zeichen, dass der Prozess nicht im Griff ist, sind sie trotzdem.
- Maßfehler — Nahtüberhöhung, Wurzelüberhöhung. Statisch weniger kritisch, aber sie verändern den Übergangswinkel und damit die Schwingfestigkeit.
Die vollständigen Anforderungen aller drei Gruppen und die Wahl der Gruppe für ein Produkt stehen auf der Seite zu den Bewertungsgruppen nach ISO 5817.
Häufige Fragen
Unregelmäßigkeit oder Fehler?
In ISO 5817 ist eine Unregelmäßigkeit jede Abweichung von der idealen Naht, und sie wird erst zum Fehler, wenn sie den Grenzwert der Bewertungsgruppe überschreitet. Prüfpersonen benutzen die Wörter genau, das Baustellengespräch nicht.
Welche Fehler sind nie zulässig?
Risse, Bindefehler und Durchbrand — in allen Bewertungsgruppen. Für alles andere gibt es einen Grenzwert, der von Gruppe und Dicke abhängt.
Wie finde ich Fehler unter der Oberfläche?
Durchstrahlung oder Ultraschall. Die Durchstrahlung zeigt Volumenfehler wie Poren und Einschlüsse gut, flächige Fehler schlecht; beim Ultraschall ist es umgekehrt. Deshalb ist die Wahl zwischen beiden keine Formsache.
Welche Schweißnahtfehler sieht man mit bloßem Auge, welche nur bei der Prüfung?
Auge und Schweißnahtlehre finden fast die ganze Gruppe 500 (Einbrandkerben, Überhöhung, Kantenversatz, Wurzelrückfall), die Gruppe 600 und alles, was an die Oberfläche tritt: Oberflächenporen 2017, Endkraterrisse 104. Poren und Einschlüsse im Nahtinneren zeigt die Durchstrahlung, Bindefehler, ungenügende Durchschweißung an geschlossenen Stößen und Risse unter der Oberfläche am zuverlässigsten der Ultraschall.
Womit fange ich an, wenn eine Naht mehrere Fehler zugleich hat?
Mit den flächigen: Risse und Bindefehler sind in keiner Gruppe zulässig und haben oft eine gemeinsame Ursache mit dem Rest — zu wenig Strom beim Bindefehler, Schmutz bei den Poren. Dann Formfehler am Nahtübergang, weil sie Kerben sind. Poren und Überhöhung zuletzt. In jeder Gruppe erst die Ursache abstellen, dann die Naht ausbessern.
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