Häufige Fehler beim Schweißen und wie man sie vermeidet

Schweißen ist eine komplexe und präzise Aufgabe, die Wissen, Erfahrung und Liebe zum Detail erfordert. Selbst erfahrenen Schweißern können Fehler unterlaufen, die die Festigkeit, Sicherheit und das Aussehen einer Schweißnaht beeinträchtigen können. Diese Fehler können zu kostspieligen Nacharbeiten, strukturellen Mängeln und sogar zu Unfällen führen. Um qualitativ hochwertige Schweißnähte herzustellen, die den Industriestandards entsprechen, ist es wichtig, die häufigsten Schweißfehler zu kennen und zu wissen, wie sie vermieden werden können. Dieser Artikel befasst sich mit den häufigsten Fehlern, die beim Schweißen gemacht werden, und gibt praktische Ratschläge, wie sie vermieden werden können. 

1. Unzureichende Vorbereitung 

Irrtum: Einer der häufigsten Fehler beim Schweißen ist die unzureichende Vorbereitung des Werkstücks. Dazu gehören das Versäumnis, die Metalloberflächen zu reinigen, die unsachgemäße Vorbereitung der Verbindungsstellen und das Versäumnis, die Bauteile richtig zu montieren. 

Die Folgen: Unzureichende Vorbereitung kann zu schwachen Schweißnähten, Verunreinigungen und schlechter Verschmelzung führen. Schmutz, Rost, Öl und andere Verunreinigungen auf der Metalloberfläche können Porosität, Einschlüsse und andere Defekte verursachen, die die Schweißnaht schwächen. 

Wie man es vermeidet: 

• Reinigen Sie das Metall: Reinigen Sie die Metalloberflächen vor dem Schweißen gründlich, um alle Verunreinigungen zu entfernen. Verwenden Sie eine Drahtbürste, eine Schleifmaschine oder einen chemischen Reiniger, um sicherzustellen, dass die Oberfläche frei von Rost, Fett, Farbe oder Schmutz ist. 

• Richtige Vorbereitung der Fugen: Vergewissern Sie sich, dass die Verbindung korrekt für den Schweißvorgang vorbereitet ist. Dies kann das Anfasen der Kanten, die richtige Ausrichtung und die Einhaltung des richtigen Abstands zwischen den Teilen beinhalten. 

• Aufrüsten: Vergewissern Sie sich, dass die Bauteile vor dem Schweißen richtig ausgerichtet und fest eingespannt sind. Eine schlechte Passung kann zu ungleichmäßigen Schweißnähten führen und die Gesamtfestigkeit der Verbindung verringern. 

2. Falsche Schweissparameter 

Irrtum: Die Verwendung falscher Schweißparameter, wie z. B. Spannung, Stromstärke oder Fahrgeschwindigkeit, ist ein häufiger Fehler, der sich negativ auf die Schweißqualität auswirken kann. 

Die Folgen: Falsche Parameter können zu Problemen wie übermäßigen Spritzern, unvollständiger Verschmelzung, Unterschneidung und Durchbrennen führen. Diese Mängel können die Festigkeit und das Aussehen der Schweißnaht beeinträchtigen. 

Wie man es vermeidet: 

• Beachten Sie die Schweißverfahrensspezifikation (WPS): Die richtigen Einstellungen für das jeweilige Material, die Dicke und das Schweißverfahren finden Sie immer in der WPS. 

• Testen und Einstellen: Führen Sie vor dem Beginn einer kritischen Schweißung eine Testschweißung an Ausschussmaterial durch, um die Parameter fein abzustimmen. Passen Sie die Einstellungen entsprechend dem Aussehen und der Qualität der Testschweißung an. 

• Während des Schweißens überwachen: Überwachen Sie kontinuierlich die Schweißparameter während des Prozesses und nehmen Sie bei Bedarf Anpassungen vor, um eine gleichbleibende Qualität zu gewährleisten. 

3. Schlechte Wärmekontrolle 

Irrtum: Wird die Wärmezufuhr während des Schweißens nicht kontrolliert, kann dies zu verschiedenen Defekten wie Verzug, Verformung und Durchbrennen führen. 

Die Folgen: Übermäßige Hitze kann dazu führen, dass sich das Werkstück verzieht oder verformt, wodurch es schwierig wird, die korrekte Ausrichtung beizubehalten. Durchbrennen tritt auf, wenn zu viel Hitze das Grundmaterial durchschmilzt und Löcher in der Schweißnaht entstehen. 

Wie man es vermeidet: 

• Verwenden Sie die korrekte Wärmezufuhr: Passen Sie die Schweißparameter wie Stromstärke und Fahrgeschwindigkeit an, um die auf das Werkstück einwirkende Wärmemenge zu steuern. Verringern Sie die Wärmezufuhr bei dünnen Materialien, um Durchbrennen zu vermeiden. 

• Vorheizen und Nachheizen: Bei einigen Werkstoffen kann das Vorwärmen des Werkstücks dazu beitragen, die Gefahr von Rissen zu verringern und das Eindringen der Schweißnaht zu verbessern. Das Erwärmen nach dem Schweißen kann auch Spannungen abbauen, die zu Verzug führen können. 

• Heftschweißungen und Klemmen: Verwenden Sie Heftschweißungen und Klemmen, um das Werkstück zu fixieren und den Verzug während des Schweißens zu minimieren. Heftschweißnähte sollten an strategischen Punkten angebracht werden, um eine gleichmäßige Wärmeverteilung zu gewährleisten. 

4. Unzureichende Abschirmgasabdeckung 

Irrtum: Eine unzureichende Schutzgasabdeckung ist ein häufiger Fehler, der zu einer Verunreinigung der Schweißnaht führen kann. 

Die Folgen: Ohne ausreichendes Schutzgas ist die Schweißnaht atmosphärischen Gasen wie Sauerstoff und Stickstoff ausgesetzt, was zu Porosität, Oxidation und anderen Fehlern führen kann. 

Wie man es vermeidet: 

• Gasdurchflussrate prüfen: Stellen Sie sicher, dass die Schutzgasdurchflussmenge entsprechend dem Schweißverfahren und den Umgebungsbedingungen richtig eingestellt ist. Eine zu niedrige Durchflussmenge bietet möglicherweise keine ausreichende Abdeckung, während eine zu hohe Durchflussmenge Turbulenzen verursachen und Luft in die Schweißnaht einbringen kann. 

• Richtigen Brennerwinkel beibehalten: Halten Sie den Schweißbrenner im richtigen Winkel, damit das Schutzgas gleichmäßig über das Schweißbad strömt. Vermeiden Sie übermäßige Winkel, die die Gasabdeckung stören können. 

• Verwenden Sie eine zugluftfreie Umgebung: Führen Sie das Schweißen in einer Umgebung durch, die frei von Zugluft oder Wind ist, die das Schutzgas stören könnten. Wenn Sie im Freien schweißen, verwenden Sie Windschutzscheiben oder Barrieren, um den Schweißbereich zu schützen. 

5. Unvollständige Durchdringung 

Irrtum: Ein unvollständiges Eindringen liegt vor, wenn das Schweißgut nicht vollständig in die Verbindung eindringt und eine Schwachstelle in der Schweißnaht hinterlässt. 

Die Folgen: Ein unvollständiger Einbrand kann die Festigkeit der Schweißnaht stark beeinträchtigen, so dass sie bei Belastung oder Beanspruchung anfälliger für Fehler ist. 

Wie man es vermeidet: 

• Sorgen Sie für eine ordnungsgemäße Ausführung der Verbindungen: Verwenden Sie die für die Materialstärke und das Schweißverfahren geeignete Verbindungskonstruktion. Ein enger Fugenwinkel oder ein unzureichender Wurzelspalt kann ein vollständiges Eindringen verhindern. 

• Schweißparameter einstellen: Erhöhen Sie die Wärmezufuhr, indem Sie die Stromstärke, die Spannung oder die Fahrgeschwindigkeit anpassen, um ein tieferes Eindringen zu erreichen. Achten Sie jedoch darauf, dass Sie nicht überhitzen und ein Durchbrennen verursachen. 

• Mehrere Durchgänge: Bei dickeren Materialien sollten Sie mehrere Schweißgänge durchführen, um eine vollständige Durchdringung zu erreichen. Stellen Sie sicher, dass jeder Durchgang ordnungsgemäß mit dem vorherigen verschmolzen ist. 

6. Knacken 

Irrtum: Rissbildung ist ein schwerwiegender Fehler, der während oder nach dem Schweißen auftreten kann und oft auf eine unsachgemäße Schweißtechnik, eine falsche Materialauswahl oder eine unzureichende Vorwärmung zurückzuführen ist. 

Die Folgen: Risse in der Schweißnaht oder in der Wärmeeinflusszone (WEZ) können zu einem katastrophalen Versagen der geschweißten Struktur führen, was ein erhebliches Sicherheitsrisiko darstellt. 

Wie man es vermeidet: 

• Heizen Sie das Material vor: Bei rissgefährdeten Werkstoffen, wie z. B. kohlenstoffreichen Stählen, kann das Vorwärmen des Werkstücks das Risiko der Rissbildung verringern. Das Vorwärmen verlangsamt die Abkühlungsgeschwindigkeit und verringert so die thermischen Spannungen, die Risse verursachen können. 

• Verwenden Sie das richtige Füllmaterial: Vergewissern Sie sich, dass der Zusatzwerkstoff mit dem Grundwerkstoff verträglich ist und die entsprechenden mechanischen Eigenschaften aufweist, um Rissbildung zu verhindern. 

• Kontrolle der Abkühlungsrate: Lassen Sie die Schweißnaht nach dem Schweißen allmählich abkühlen, um schnelle Temperaturänderungen zu vermeiden, die zu Rissen führen können. Falls erforderlich, ist eine Wärmebehandlung nach dem Schweißen erforderlich, um Eigenspannungen zu beseitigen. 

7. Porosität 

Irrtum: Porosität entsteht, wenn Gasblasen im Schweißgut eingeschlossen werden und kleine Hohlräume oder Löcher entstehen. 

Die Folgen: Porosität schwächt die Schweißnaht, verringert ihre Tragfähigkeit und kann zu Leckagen in Druckbehältern oder Rohrleitungen führen. 

Wie man es vermeidet: 

• Reinigen Sie das Werkstück: Entfernen Sie vor dem Schweißen alle Verunreinigungen, wie Öl, Fett, Feuchtigkeit und Farbe, vom Werkstück. Diese Verunreinigungen können Gase freisetzen, die Porosität verursachen. 

• Richtige Schutzgasabdeckung: Sorgen Sie für eine ausreichende Schutzgasabdeckung, um das Schweißbad vor atmosphärischer Verunreinigung zu schützen. Stellen Sie den Gasdurchsatz ein und prüfen Sie das Gasversorgungssystem auf Undichtigkeiten. 

• Vermeiden Sie Überhitzung: Eine zu hohe Wärmezufuhr kann dazu führen, dass das Grundmetall Gase freisetzt, die in der Schweißnaht eingeschlossen werden. Kontrollieren Sie die Wärmezufuhr, um das Risiko von Porosität zu minimieren. 

8. Unterbietung 

Irrtum: Hinterschneidungen treten auf, wenn das Schweißgut die Rille zwischen dem Grundwerkstoff und der Schweißraupe nicht ausfüllt und eine Kerbe entlang der Schweißnahtkante entsteht. 

Die Folgen: Hinterschneidungen schwächen die Schweißnaht und schaffen einen Punkt der Spannungskonzentration, der unter Belastung zu Rissen oder Versagen führen kann. 

Wie man es vermeidet: 

• Fahrgeschwindigkeit einstellen: Verringern Sie die Fahrgeschwindigkeit, damit das Schweißgut die Rille vollständig ausfüllen kann. Vermeiden Sie jedoch eine übermäßige Wärmezufuhr, die andere Fehler verursachen könnte. 

• Verwenden Sie den korrekten Elektrodenwinkel: Halten Sie die Elektrode im richtigen Winkel, um das Schweißgut in die Rille zu leiten. Falsche Winkel können dazu führen, dass sich der Lichtbogen in das Grundmetall gräbt, was zu Unterschneidungen führt. 

• Mehrere Durchgänge: Verwenden Sie bei dicken Materialien mehrere Durchgänge, um die Schweißraupe aufzubauen und Unterschneidungen zu vermeiden. Stellen Sie sicher, dass jeder Durchgang den vorherigen überlappt, um eine glatte, gleichmäßige Schweißnaht zu erzeugen. 

9. Fehlende Fusion 

Irrtum: Schmelzfehler treten auf, wenn sich das Schweißgut nicht richtig mit dem Grundwerkstoff oder der vorherigen Schweißnaht verbindet. 

Die Folgen: Eine fehlende Verschmelzung führt zu einer schwachen Verbindung, die unter Belastung versagen kann, was zu einem strukturellen Versagen führt. 

Wie man es vermeidet: 

• Wärmezufuhr erhöhen: Vergewissern Sie sich, dass die Wärmezufuhr ausreicht, um sowohl den Grundwerkstoff als auch den Zusatzwerkstoff zu schmelzen und eine ordnungsgemäße Verschmelzung zu fördern. Passen Sie die Schweißparameter nach Bedarf an. 

• Ordnungsgemäße Reinigung: Reinigen Sie das Werkstück gründlich, um alle Verunreinigungen zu entfernen, die ein ordnungsgemäßes Schmelzen verhindern könnten. Rost, Zunder und Oxide können das Schmelzen behindern. 

• Behalten Sie eine konstante Reisegeschwindigkeit bei: Verwenden Sie eine gleichmäßige Verfahrgeschwindigkeit, um sicherzustellen, dass der Lichtbogen genügend Zeit hat, das Grundmetall zu schmelzen und eine feste Verbindung herzustellen. Vermeiden Sie eine zu schnelle Bewegung, die zu einem unvollständigen Schmelzen führen kann. 

10. Unzureichende Inspektion und Prüfung 

Irrtum: Werden die Schweißnähte nicht ordnungsgemäß inspiziert und geprüft, ist dies ein kritisches Versäumnis, das dazu führen kann, dass Mängel unbemerkt bleiben. 

Die Folgen: Unentdeckte Mängel können zu Schweißausfällen, Sicherheitsrisiken und kostspieligen Nacharbeiten führen. Eine unzureichende Prüfung untergräbt die Qualität und Zuverlässigkeit der geschweißten Struktur. 

Wie man es vermeidet: 

• Visuelle Inspektion: Führen Sie eine gründliche Sichtprüfung der Schweißnähte auf offensichtliche Mängel, wie Risse, Porosität, Unterschneidungen und fehlende Verschmelzung durch. Verwenden Sie eine geeignete Beleuchtung und Vergrößerungswerkzeuge, um kleine Mängel zu erkennen. 

• Zerstörungsfreie Prüfung (NDT): Verwenden Sie ZfP-Methoden wie Ultraschallprüfung, Durchstrahlungsprüfung oder Farbeindringprüfung, um innere Defekte zu erkennen, die an der Oberfläche nicht sichtbar sind. Die zerstörungsfreie Prüfung ist für die Gewährleistung der strukturellen Integrität kritischer Schweißnähte unerlässlich. 

• Einhalten von Qualitätsstandards: Befolgen Sie die etablierten Schweißnormen und -vorschriften, z. B. die der American Welding Society (AWS) oder der International Organization for Standardization (ISO). Diese Normen enthalten Richtlinien für die Inspektion und Prüfung zur Gewährleistung der Schweißqualität. 

Schlussfolgerung 

Schweißen ist eine Fertigkeit, die viel Liebe zum Detail, die richtige Technik und die Einhaltung der besten Praktiken erfordert. Wenn Schweißer häufige Fehler beim Schweißen verstehen und vermeiden, können sie qualitativ hochwertige Schweißnähte herstellen, die den Industrienormen entsprechen und die Sicherheit und Zuverlässigkeit der von ihnen gebauten Strukturen gewährleisten. Egal, ob Sie ein Schweißanfänger oder ein erfahrener Profi sind, kontinuierliches Lernen und Wachsamkeit sind der Schlüssel zur Erhaltung und Verbesserung Ihrer Schweißkenntnisse.