Zu den Qualitätsmängeln in der Schweißtechnik zählen vor allem folgende Aspekte:
Äußere Mängel: Dies sind mit bloßem Auge oder unter einer schwach vergrößernden Linse sichtbare Fehler, die sich auf der Oberfläche der Schweißnaht befinden. Dazu gehören Probleme wie Unterschnitt (Wurzeldurchdringung), Schweißspritzer, Lichtbogenkrater, Oberflächenporosität, Schlackeneinschlüsse, Oberflächenrisse und unregelmäßige Schweißnahtpositionierung.
Interne Mängel: Diese mit bloßem Auge nicht sichtbaren Mängel können nur durch zerstörende Prüfung oder spezielle zerstörungsfreie Prüfverfahren erkannt werden. Dazu gehören innere Porosität, Schlackeneinschlüsse, innere Risse, unvollständige Verschmelzung und mangelnde Durchdringung. Häufige Probleme entstehen jedoch häufig dadurch, dass die Schweißschlacke und Schweißspritzer nach dem Schweißen nicht entfernt werden, sowie durch ungereinigte Schweißnarben.
1. Nicht-konforme Schweißabmessungen
Phänomen: Bei der Inspektion können Schweißnähte eine übermäßige oder unzureichende Höhe, eine zu große oder geringe Breite, grobe Übergänge zwischen der Schweißnaht und dem Grundmaterial, unebene Oberflächen oder Unregelmäßigkeiten in Längs- oder Querrichtung aufweisen. Bei Eckschweißungen kann die Schweißnaht zu tief sein.
Ursachen: Schlechte Geradheit bei der Nutvorbereitung, falscher Nutwinkel oder ungleichmäßige Montageabstände. Beim Schweißen kann ein zu hoher Strom zu einem schnellen Schmelzen der Elektrode führen, was die Kontrolle der Schweißnahtbildung erschwert. Ein zu niedriger Strom kann beim Zünden des Lichtbogens zum „Kleben“ führen, was zu mangelnder Eindringung oder Schweißspritzern führt. Unzureichend qualifizierte Schweißer verwenden möglicherweise falsche Schweißtechniken, z. B. zu schnelle oder zu langsame Bewegungen und falsche Elektrodenwinkel. Beim automatischen Unterpulverschweißen können auch falsche Prozessparameter eine Rolle spielen.
Vorbeugende Maßnahmen: Befolgen Sie die Konstruktionsanforderungen und Schweißvorschriften für die Vorbereitung von Nuten. Bevorzugen Sie eine mechanische Vorbereitung für eine bessere Genauigkeit der Nutwinkel und der Geradheit und vermeiden Sie manuelles Brennschneiden oder Handhobeln. Achten Sie beim Ausrichten auf gleichmäßige Montageabstände, um eine einwandfreie Schweißqualität sicherzustellen. Wählen Sie geeignete Schweißprozessparameter basierend auf den Schweißverfahrensqualifikationen aus. Schweißer sollten zertifiziert und geschult sein, um sowohl über theoretische Kenntnisse als auch über praktische Fähigkeiten zu verfügen. Reduzieren Sie bei Mehrlagenschweißungen den Strom auf der letzten Schicht und verwenden Sie Elektroden mit kleinerem Durchmesser (φ2,0 mm ~ 3,0 mm) für die letzte Oberflächenschicht. Die Schweißgeschwindigkeit sollte gleichmäßig sein und eine gleichmäßige rhythmische Bewegung aufweisen.
2. Unterschnitt (Wurzeldurchdringung)
Phänomen: Der Schweißlichtbogen schmilzt den Rand der Schweißnaht, füllt jedoch nicht den Hohlraum und hinterlässt eine Kerbe. Ein tiefer Hinterschnitt kann die Festigkeit der Schweißverbindung schwächen, was zu einer lokalen Spannungskonzentration und möglichen Rissen unter Last führen kann.
Ursachen: Zu den Hauptursachen gehören ein zu hoher Schweißstrom, eine lange Lichtbogenlänge, ein falscher Elektrodenwinkel, eine falsche Bewegungsgeschwindigkeit und ein zu kurzer Elektrodenüberstand am Ende der Schweißnaht. Hinterschneidungen treten häufig bei vertikalen, horizontalen und Überkopfschweißungen auf.
Vorbeugende Maßnahmen: Zu hohen Schweißstrom und lange Lichtbogenlängen vermeiden; Entscheiden Sie sich stattdessen für das Kurzlichtbogenschweißen. Achten Sie auf den richtigen Elektrodenwinkel und die Kontrolle der Schweißtechnik. Wenn die Elektrode den Rand der Schweißnaht erreicht, verringern Sie die Geschwindigkeit, damit das geschmolzene Elektrodenmetall den Rand füllen kann, erhöhen Sie jedoch die Geschwindigkeit in der Mitte. Die Hinterschneidungstiefe sollte weniger als 0,5 mm betragen, die Länge darf nicht mehr als 10 % der Gesamtlänge der Schweißnaht betragen und die durchgehende Länge sollte auf 10 mm begrenzt sein. Wenn die Tiefe oder das Ausmaß diese Toleranzen überschreitet, reinigen Sie den Defekt und füllen Sie ihn mit Elektroden mit kleinerem Durchmesser und etwas höherem Strom.
3. Knacken
Phänomen: Während oder nach dem Schweißen treten in der Schweißzone Risse auf, einschließlich interner oder externer Risse, die auch in der Wärmeeinflusszone auftreten können. Risse können in Längs-, Quer-, Krater- oder Wurzelrisse eingeteilt werden und können weiter in Heißrisse, Kaltrisse und Wiedererwärmungsrisse eingeteilt werden.
Ursachen: Risse werden typischerweise durch große Spannungen in der Wärmeeinflusszone nach dem Abkühlen, durch das Vorhandensein martensitischer Strukturen im Grundmaterial, die es nach dem Abkühlen zu Rissen neigen, oder durch hohe Wasserstoffkonzentrationen und andere schädliche Elemente verursacht.
Vorbeugende Maßnahmen: Beseitigen Sie Spannungen und verwenden Sie geeignete Schweißmaterialien, während Sie gleichzeitig auf die richtigen Schweißtechniken achten. Achten Sie auf die Nutgestaltung, um eine ungleichmäßige Erwärmung und Abkühlung der Schweißnaht zu vermeiden, die zu thermischen Spannungen und Rissen führen kann. Beim Schweißen von Stahlblechen unterschiedlicher Dicke sollten dünne Stahlbleche einer Verdünnungsbehandlung unterzogen werden. Wählen Sie Materialien gemäß den Designspezifikationen aus, kontrollieren Sie den Wasserstoffgehalt durch Einbrennelektroden vor der Verwendung und reinigen Sie die Rille von Öl, Wasser und anderen Verunreinigungen. Wählen Sie optimale Schweißparameter, um den Wärmeeintrag zwischen 800 und 3000 Grad zu steuern und so eine bessere Mikrostruktur in der Schweiß- und Wärmeeinflusszone zu erzielen. Bei niedrigen Umgebungstemperaturen oder dünnen Materialien vor dem Schweißen vorwärmen und nach dem Schweißen eine Wärmebehandlung durchführen, um Restspannungen zu reduzieren.
4. Arc-Krater
Phänomen: Am Ende der Schweißnaht entsteht ein Lichtbogenkrater, der die Festigkeit der Schweißnaht schwächt und möglicherweise zu Rissen beim Abkühlen führt.
Ursachen: Dies wird typischerweise durch eine zu kurze Lichtbogenlöschzeit oder die Verwendung eines zu hohen Stroms beim Schweißen dünner Materialien verursacht.
Vorbeugende Maßnahmen: Halten Sie die Elektrode nach Abschluss der Schweißung kurz an Ort und Stelle oder führen Sie mehrere kreisende Bewegungen aus, um sicherzustellen, dass ausreichend geschmolzenes Metall den Krater füllt. Stellen Sie sicher, dass die aktuellen Einstellungen angemessen sind. Verwenden Sie an kritischen Stellen Lichtbogenstarter, um den Lichtbogen aus dem Werkstück herauszuführen.
5. Schlackeneinschlüsse
Phänomen: Schlackeneinschlüsse sind nicht{0}metallische Einschlüsse (wie Oxide, Nitride, Sulfide und Phosphide), die in der Schweißnaht vorkommen, typischerweise in unregelmäßiger Form wie konischer oder nadelartiger-Form. Diese können die Plastizität und Zähigkeit der Metallstruktur verringern und die Spannung erhöhen, was zu Sprödbrüchen, Rissen und schließlich zum Versagen von Bauteilen führen kann.
Ursachen: Schlackeneinschlüsse können durch schlechte Reinigung des Grundmaterials, niedrigen Schweißstrom, unzureichende Zeit zum Ausschwimmen der Schlacke oder durch Verschmutzung durch Rost, Öl oder andere Verunreinigungen verursacht werden. Auch eine unsachgemäße Bedienung des Schweißers und eine falsche Schweißtechnik tragen dazu bei.
Vorbeugende Maßnahmen: Verwenden Sie Schweißstäbe mit guter Prozessleistung und stellen Sie sicher, dass das Grundmaterial den Designspezifikationen entspricht. Wählen Sie nach der Verfahrensqualifizierung die richtigen Schweißprozessparameter aus. Reinigen Sie die Nut und die Kanten des Werkstücks sorgfältig und stellen Sie sicher, dass die Verbindung frei von Feuchtigkeit, Öl und Schmutz ist. Reinigen Sie bei Schweißnähten mit mehreren Durchgängen die Schlacke zwischen den Durchgängen gründlich. Gehen Sie ordnungsgemäß mit den Schweißstäben um, stellen Sie sicher, dass sie trocken gelagert werden, und achten Sie auf die korrekte Handhabung der Elektroden während des Schweißens.
6. Porosität
Phänomen: Porosität entsteht, wenn im geschmolzenen Schweißgut absorbierte Gase vor der Erstarrung nicht entweichen können und kleine Löcher in der Schweißnaht entstehen. Diese können die Festigkeit der Schweißnaht schwächen und zu Spannungskonzentrationen führen, wodurch die Sprödigkeit und die Rissneigung zunehmen.
Ursachen: Zu den Ursachen gehören minderwertige Elektroden, unsachgemäße Elektrodentrocknung, Verschmutzung durch Rost, Öl oder andere Verunreinigungen sowie unsachgemäße Schweißtechnik. Auch ein zu hoher Schweißstrom, eine lange Lichtbogenlänge oder Spannungsschwankungen können den Lichtbogen destabilisieren und die Porosität erhöhen.
Vorbeugende Maßnahmen: Verwenden Sie hochwertige Elektroden und stellen Sie sicher, dass diese ordnungsgemäß gelagert und getrocknet werden. Reinigen Sie das Werkstück vor dem Schweißen gründlich, um Verunreinigungen zu entfernen. Halten Sie den richtigen Schweißstrom ein und kontrollieren Sie die Schweißgeschwindigkeit. Wärmen Sie das Werkstück vor dem Schweißen vor und ziehen Sie beim Stoppen die Elektrode langsam heraus, damit ausreichend Zeit für das Entweichen des Gases bleibt. Minimieren Sie die Luftfeuchtigkeit und schützen Sie den Schweißbereich vor Witterungseinflüssen.
7. Fehler beim Entfernen von Spritzern und Schlacke nach dem Schweißen
Phänomen: Dieser häufige Defekt kann zu einer schlechten Ästhetik und möglicherweise gefährlichen Ergebnissen führen. Spritzer und Schlacke können auf der Oberfläche verhärtete Zonen bilden, die zu Rissen und lokaler Korrosion führen können.
Ursachen: Unsachgemäße Lagerung der Elektroden, falsche Geräteeinstellungen und ungeeignete Umgebungsbedingungen können zur Bildung von Spritzern und Schlacke führen. Unerfahrene Bediener können es unter Umständen versäumen, die Maschine ordnungsgemäß zu reinigen oder die Sicherheitsmaßnahmen nicht zu befolgen.
Vorbeugende Maßnahmen: Wählen Sie eine geeignete Schweißausrüstung für das zu schweißende Material. Lagern Sie die Elektroden trocken und verwenden Sie eine ordnungsgemäße Entfeuchtung. Stellen Sie sicher, dass die Werkstücke sauber und frei von Verunreinigungen sind, und sorgen Sie beim Schweißen stets für die richtigen Umgebungsbedingungen. Führen Sie Reinigungsverfahren nach-dem Schweißen durch, um Schlacke und Spritzer zu entfernen.
8. Bogennarben
Phänomen: Lichtbogennarben entstehen, wenn der Elektrodenhalter oder die Erdungsklemme versehentlich das Werkstück berührt oder wenn sich die Elektrode oder das Werkstück während des Schweißens unbeabsichtigt bewegt und eine Narbe auf der Oberfläche hinterlässt.
Ursachen: Dies ist typischerweise auf Fahrlässigkeit des Bedieners oder mangelnde ordnungsgemäße Wartung der Ausrüstung zurückzuführen.
Vorbeugende Maßnahmen: Überprüfen Sie die Schweißausrüstung regelmäßig, überprüfen Sie die Isolierung und stellen Sie sicher, dass alle Verbindungen sicher sind. Vermeiden Sie das Zünden des Lichtbogens außerhalb der Schweißzone und platzieren Sie den Elektrodenhalter bei Nichtgebrauch immer entfernt vom Werkstück. Im Falle einer Narbenbildung entfernen Sie den Defekt mit einer Schleifmaschine.
