Erstens, die mangelnde Verschmelzung von Stahlrohrschweißfehlern
Beim Schweißen wird das flüssige Metall unter dem Einfluss des Lichtbogens zum Schweißnahtende hinausgeführt und bildet dort eine Nut. Beim Vorwärtswandern des Lichtbogens füllt sich die Nut mit flüssigem Metall. Ist die flüssige Metallschicht an der Nutwand zu diesem Zeitpunkt erstarrt, kann die Hitze des nachgefüllten flüssigen Metalls das Metall nicht erneut aufschmelzen, und es entsteht eine Bindefehlerbildung. Bindefehler treten häufig an den Seitenwänden der Schweißnaht auf und bilden eine Seitenwand-Bindungsfehlerbildung. Bei Mehrlagenschweißungen entstehen sie zwischen den Lagen und bilden eine Zwischenlagen-Bindungsfehlerbildung. Auch an der Schweißnahtwurzel kann es zu Bindefehlerbildung kommen. Diese Bindefehler sind an der Schweißnahtoberfläche nicht sichtbar und müssen mithilfe von Ultraschall oder Röntgenprüfung erkannt werden.
Beim Flachschweißen tritt häufig mangelnde Verschmelzung entlang der Nahtfläche des Grundwerkstoffs oder zwischen den Lagen bei Mehrlagenschweißungen auf. Beim Horizontalschweißen kommt es häufig zu mangelnder Verschmelzung entlang der oberen und unteren Nahtfläche des Grundwerkstoffs sowie zwischen den Schweißlagen. Auch am Rand jeder Schweißlage entlang der oberen Nahtfläche kann es leicht zu mangelnder Verschmelzung kommen. Vertikalschweißen ist üblicherweise das automatische CO₂-Schweißen. Aufgrund der großen Dicke des Grundwerkstoffs und der unzureichenden oder nicht ausreichenden Schwingung des Schweißdrahts ist die Temperatur an einigen Stellen entlang der Nahtfläche, die weit vom Schweißdraht entfernt liegen, zu niedrig, was zu mangelnder Verschmelzung führt. Dieses Phänomen tritt häufig beidseitig der Nahtfläche des Grundwerkstoffs auf.
Die Verringerung der Lagerfläche aufgrund von nicht verschweißten Stellen ist sehr deutlich, und die Spannungskonzentration ist ebenfalls relativ hoch. Ihre Schädlichkeit ist nur noch von Rissen zu übertreffen.
Zweitens, die Ursache von Schweißfehlern bei nicht verschmolzenen Stahlrohren
Ursachen für unvollständige Verschmelzungen sind zu geringe Wärmeeinbringung beim Schweißen, Lichtbogenunterbrechungen, unsachgemäße Bedienung, Rost und Schmutz an den Nutwänden sowie unvollständige Schlackenentfernung zwischen den Schweißlagen. Ist der Schweißstrom zu hoch und die Schweißgeschwindigkeit zu niedrig, fließt das flüssige Eisen nach dem Abschmelzen des Schweißdrahts weit vom Schmelzbad entfernt ab. Es kommt mit dem umgebenden Grundwerkstoff in Kontakt und bedeckt die Oberfläche der Schweißnaht, was ebenfalls zu unvollständigen Verschmelzungen führt. Eine weitere Ursache ist eine zu geringe Schweißnahtauslenkung, wodurch die Temperaturen an beiden Seiten der Schweißnaht zu niedrig sind. Das flüssige Eisen kühlt nach dem Abschmelzen des Schweißdrahts schnell ab und bedeckt die Nut, was ebenfalls zu unvollständigen Verschmelzungen führt.
Drittens, die Kontrollmethode für das Eindringen von Schweißfehlern bei Stahlrohren
Die wichtigste Maßnahme zur Vermeidung von Verwechslungen ist die Beherrschung der Schweißtechnik sowie die Beachtung des Drahtwinkels und der Verweilzeit am Schweißrand, damit der Rand der Nut vollständig aufgeschmolzen wird und eine Verschmelzung gewährleistet ist.
(1) Korrekte Schweißprozessparameter anwenden: Der Schweißstrom muss angemessen sein. Ist der Strom zu hoch, schmilzt der Schweißdraht zu schnell, und das flüssige Eisen fließt vor den Schweißdraht und bedeckt die Schweißnahtoberfläche. Da die Oberflächentemperatur der Schweißnaht zu niedrig ist, erstarrt das flüssige Eisen, bevor es mit dem Grundwerkstoff verschmelzen kann, was zu ungeschmolzenen Schweißnähten führt. Ist das Schmelzbad hingegen zu klein und die Temperatur in seiner Umgebung zu niedrig, entstehen ebenfalls ungeschmolzene Schweißnähte am Rand des Schmelzbades. Zweitens: Die Schweißgeschwindigkeit kontrollieren. Sie sollte hoch sein. Die geeignete Schweißgeschwindigkeit hängt vom Drahtdurchmesser, der Stromstärke, der Nahtform und der Schweißposition ab.
(2) Wählen Sie den geeigneten Schweißwinkel: Beim Flachschweißen sollte die Schweißpistole senkrecht zur Schweißnaht horizontal ausgerichtet sein und einen Neigungswinkel von ca. 20° zur Schweißnahtlängsrichtung aufweisen. Beim manuellen Vertikalschweißen sollte die Schweißpistole ebenfalls senkrecht zur Schweißnaht horizontal ausgerichtet sein und einen Neigungswinkel von 0° bis 10° zur Schweißrichtung aufweisen. Beim Horizontalschweißen mit CO₂ entsteht keine Schlacke und es besteht keine Hebungswirkung auf das Schmelzbad. Dadurch kann das flüssige Eisen leicht nach unten fließen und unvollständige Verschmelzung verursachen. Daher muss der Winkel der Schweißpistole senkrecht zur Schweißrichtung stehen und darf nicht zu klein zum Grundwerkstoff sein, da sonst die Gefahr unvollständiger Verschmelzung an der Oberseite der Schweißnaht besteht.
(3) Sicherstellen der Schweißdraht-Schwingamplitude: Beim Schweißen muss eine bestimmte Schweißdraht-Schwingamplitude entsprechend der Grundwerkstoffdicke und der Nahtform gewährleistet sein. Insbesondere beim Flach- und Vertikalschweißen, wenn die Grundwerkstoffdicke groß ist, ist die Schweißdraht-Schwingamplitude von besonderer Bedeutung.
(4) Die Anzahl der Schweißlagen ist anhand der Dicke des Grundwerkstoffs zu bestimmen. Dabei ist es ratsam, mehrere Lagen und Durchgänge zu schweißen. Die Dicke jeder Lage muss genau kontrolliert werden. Sie hängt auch von der Schweißgeschwindigkeit ab. Je höher die Schweißgeschwindigkeit, desto geringer die Dicke der Schweißlage, wodurch unvollständige Verschmelzungen vermieden werden; je niedriger die Schweißgeschwindigkeit, desto dicker die Schweißlage, was ebenfalls zu unvollständigen Verschmelzungen führen kann.
(5) Die Reinigung der Nut und der Zwischenschicht verstärken.
Viertens, die unvollständige Durchdringung von Schweißfehlern an Stahlrohren
Unvollständiger Durchschweißen bezeichnet das Phänomen, dass die Wurzel der Schweißverbindung nicht vollständig durchschweißt ist. Dieser Fehler kann sowohl beim einseitigen als auch beim beidseitigen Schweißen auftreten. Beim CO₂-Schutzgasschweißen mit Kurzschlussübergang bei feinem Draht tritt unvollständiger Durchschweißen aufgrund der geringen Wärmeeinbringung in das Werkstück ebenfalls häufig auf.
Fünftens, die Ursachen für unvollständige Durchschweißung von Stahlrohren bei Schweißfehlern
Die Hauptgründe für unvollständigen Durchschweißen sind zu geringer Schweißstrom, zu hohe Schweißgeschwindigkeit, ungeeignete Nahtgröße oder eine nicht mittig ausgerichtete Schweißdrahtführung. Dies umfasst insbesondere folgende Aspekte:
(1) Der Schweißstrom ist zu gering, die Schweißgeschwindigkeit zu hoch und die Wärmeeinbringung zu gering, was zu einer Verringerung der erzeugten Widerstandswärme führt. Dadurch ist die Lichtbogendurchdringungsleistung unzureichend und die Schweißnahtkante kann nicht vollständig aufgeschmolzen werden.
(2) Der Schweißlichtbogen ist zu lang, und die geschmolzenen Tropfen des Elektrodenmetalls gehen nicht nur in das Schmelzbad über, sondern auch in das ungeschmolzene Grundmetall.
(3) Auf der Oberfläche der Schweißnaht befinden sich Oxide, Rost, Öl, Wasser und andere Verunreinigungen.
(4) Beim Schweißen der Rohrleitung entspricht die Rohrmündungsverbindung nicht den Anforderungen, wie z. B. ein zu kleiner Spalt in der Rohrmündungsverbindung, ein zu kleiner Nutwinkel, eine zu dicke oder unebene Rohrmündungsstumpfkante usw.
(5) Die Schweißnaht gibt die Wärme zu schnell ab, wodurch das geschmolzene Metall zu schnell kristallisiert und eine unzureichende Verschmelzung mit dem Grundwerkstoff eintritt.
(6) Die Elektrodenbeschichtung ist exzentrisch, feucht oder durch Witterungseinflüsse beeinträchtigt.
(7) Der Bediener ist nicht ausreichend qualifiziert, z. B. durch unsachgemäßen Elektrodenwinkel und falsche Stabzuführungsmethode, mangelnde Erfahrung bei der Kontrolle des Schmelzbades usw.
(8) Das Schleifen und die Montage der Fugen entsprechen nicht den Anforderungen. Unvollständige Durchdringung ist ebenfalls ein relativ gefährlicher Mangel, dessen Schädlichkeit nur von Rissen übertroffen wird.
Sechstens, das Kontrollverfahren für unvollständige Durchschweißfehler bei Stahlrohrschweißungen
(1) Wählen Sie eine geeignete Nahtform: Manuelles CO2-Schweißen mit einer großen Naht und einem kleinen Spalt ist einfacher durchzuführen als mit einer kleinen Naht und einem großen Spalt, was die Durchschweißung verbessert. Bei Stumpfschweißungen mit Dichtungen ist für eine vollständige Durchschweißung der Wurzel eine Naht ohne stumpfe Kanten besser geeignet als eine mit stumpfen Kanten. Zwischen Dichtung und Werkstück sollte ein Dehnungsspalt verbleiben. Um eine vollständige Durchschweißung der Wurzel zu gewährleisten, sollten beim Schweißnahtaufbau unzugängliche Stellen vermieden werden, die der Schweißdraht nicht erreichen kann.
(2) Wählen Sie den richtigen Schweißstrom und die richtige Schweißspannung: Beim CO2-Schutzgasschweißen von T-förmigen Verbindungen ist das Schweißen in der flachen Schweißposition schwierig; daher kann die Schweißposition horizontal gewählt werden.
(3) Vermeidung unvollständiger Schweißnahtdurchdringung bei Rohrleitungen: Bei der Errichtung großer Rohrleitungen sind unvollständige Schweißnahtdurchdringungen nicht zulässig. Wird eine unvollständige Durchdringung bei der Inspektion festgestellt, ist dies unverzüglich als Mangel zu werten. Die Maßnahmen zur Vermeidung unvollständiger Schweißnahtdurchdringung bei Rohrleitungen sind wie folgt:
① Unter der Voraussetzung, dass der Schweißprozess eingehalten wird, ist die beste Kombination aus Schweißstrom, Rohrmündungsspalt, stumpfer Kante und Nutwinkel auszuwählen.
② Entfernen Sie Oxide, Rost, Ölflecken und andere Verunreinigungen von der Schweißoberfläche.
③ Zu Beginn der Schweißung und der Verbindung kann man zunächst eine lange Lichtbogenvorwärmung durchführen und dann das Lichtbogenschweißen durchführen, wobei die Wurzel der Schweißung vollständig verschmolzen sein sollte.
④ Nach jedem Bogenstopp die Fuge mit einem Winkelschleifer schleifen. Die Schleiflänge beträgt in der Regel 15–20 mm, wodurch ein glatter Übergang entsteht.
⑤ Beim Wurzelschweißen muss der Durchmesser des Schmelzlochs genau kontrolliert werden. Bei einseitig geschweißten und beidseitig umgeformten Schweißungen sollte der Schweißer den Durchmesser des Schmelzlochs stets auf 2,5–3 mm einstellen und die Drahtvorschubgeschwindigkeit des Hakens konstant halten. Nur so lässt sich eine einwandfreie Innenschweißung erzielen, die den Qualitätsanforderungen entspricht.
⑥ Beim Lichtbogenschweißen mit der Wurzel nach unten müssen bei einer Umgebungswindgeschwindigkeit von mehr als 5 m/s Windschutzmaßnahmen getroffen werden, um die Schweißqualität zu gewährleisten.
Veröffentlichungsdatum: 13. März 2025