Erkennung und Vermeidung von Schweißnahtunterschneidungen

schweißen Eine Hinterschneidung ist eine Rille oder Vertiefung im Grundwerkstoff, die sich aufgrund ungeeigneter Schweißparameter oder -techniken während des Schweißprozesses am Schweißnahtfuß bildet. Sie verringert die effektive Querschnittsfläche des Grundwerkstoffs und kann zu Spannungskonzentrationen oder Rissen führen. Vereinfacht ausgedrückt, erscheint sie als unregelmäßiger, kerbenartiger Defekt an den Schweißnahtkanten.

1. Definition und Merkmale
   Unter einer Schweißnahthinterschneidung versteht man eine durchgehende oder unterbrochene Rille, die sich aufgrund übermäßiger Belastung entlang der Schweißnahtkante bildet. Bogen Hitze oder unsachgemäße Bedienung, bei der das geschmolzene Grundmaterial nicht ausreichend mit dem abgeschiedenen Metall aufgefüllt wird. Zu den wichtigsten Merkmalen gehören:

• Standort: Tritt häufig bei vertikalen, horizontalen und Überkopfschweißungen auf.

• MorphologieKann als äußere Hinterschneidung (an der Nutfläche) oder innere Hinterschneidung (am Nutgrund) klassifiziert werden und kann als kontinuierliche, unterbrochene oder zwischen den Arbeitsgängen auftreten.

Schaden: Verringert den effektiven Querschnitt des Grundmaterials, verursacht Spannungskonzentrationen und kann aufgrund von Kantenhärtung Risse in hochfesten niedriglegierten Stählen auslösen.

2. Ursachen
   Die Hauptursachen hängen mit den Schweißparametern und den Arbeitstechniken zusammen:

• Strom und Lichtbogen: Zu hoher Strom oder zu lange Lichtbogenlänge, die zum Überschmelzen des Grundmaterials führen.

• Unsachgemäße Manipulation: Falscher Elektrodenwinkel (z. B. Abweichung zu einer Seite) oder ungeeignete Webtechnik (zu kurze oder zu lange Verweilzeit an den Rändern).

• Weitere Faktoren: Ungeeignetes Schutzgas (z. B. beim MAG-Schweißen), zu großer Schenkeldurchmesser (>9 mm beim einlagigen Vertikalschweißen) oder Lichtbogenblasen (beim Gleichstromschweißen).

3. Präventionsmaßnahmen
   Lösungen zusammengefasst aus maßgeblichen Quellen:

• Parameteroptimierung: Stromstärke reduzieren, Lichtbogenlänge verkürzen und gegebenenfalls Wechselstromschweißen anstelle von Gleichstromschweißen verwenden.

• Betriebsstandards: Korrekte Schweißhaltung (z. B. Kurzlichtbogenschweißen), Anpassung der Schweißgeschwindigkeit (langsamer an den Rändern, schneller in der Mitte).

• Prozessverbesserung: Mehrlagenschweißen anwenden, Pendelbreite reduzieren, Lichtbogen auf dickere Bleche richten und gleichmäßige Nutbearbeitung und Passgenauigkeit sicherstellen.

4. Reparaturhinweise
   Bei Reparaturen ist die Wärmezufuhr zu kontrollieren, um übermäßige Abkühlraten aufgrund der geringen Schweißnahtgröße und damit einhergehendes Risiko wasserstoffinduzierter Risse zu vermeiden. Für das Auftragschweißen werden Elektroden mit kleinem Durchmesser (φ 2,0–3,0 mm) empfohlen, um eine optimale Verschmelzung an der Wurzel zu gewährleisten.