Porosität ist eine der unerwünschtesten Erscheinungen beim Schweißen. Schweißer hassen sie, vor allem, wenn sie in Eile sind. Und warum? Der Grund ist, dass Porosität die Schweißnaht schwächer und anfälliger für Risse macht. Aber die Frage ist: Was ist Porosität beim Schweißen? Man kann Porosität nur vermeiden, wenn man ihre Grundlagen versteht.
Interessanterweise ist die Porosität nicht auf einen einzigen Grund zurückzuführen. Meines Erachtens ist dieses Problem häufiger auf die Nachlässigkeit der Schweißer zurückzuführen. Wenn Schweißer zum Beispiel die Schweißstelle vor dem Schweißen nicht reinigen, tritt dieses Problem häufiger auf. In diesem Artikel erkläre ich alles über Porosität, einschließlich der Gründe und der wichtigsten Präventivmaßnahmen.
Was ist Porosität beim Schweißen?
Im vorigen Artikel habe ich über die Grundlagen des Schweißens. In diesem Artikel geht es jedoch mehr um das allgemeine Problem (Porosität). Schweißer stehen vor dieser Herausforderung während der Schweiß- und Lötverfahren.
Probleme mit der Porosität treten auf, wenn eine Schweißnaht an Metallteilen hergestellt wird. Es handelt sich dabei um das Vorhandensein kleiner Poren (Löcher) oder mit Gasen gefüllter Blasen auf der Oberfläche von Schweißnähten. Diese winzigen Löcher lassen die Schweißnaht nicht nur hässlich (weniger glatt) aussehen, sondern schwächen sie auch. Infolgedessen wird die Schweißnaht anfällig für Risse und verschlechtert sich schnell.
Es gibt verschiedene Arten von Porosität. Diese unterscheiden sich voneinander in Bezug auf ihre Auswirkungen auf das Schweißen. Oberflächenporosität verursacht zum Beispiel kleine Löcher oder Gasblasen auf der Oberfläche der Schweißnähte. Diese Poren sind mit dem bloßen Auge sichtbar. Schweißer schleifen die Gasblasen im Allgemeinen ab, wenn sie an der Oberfläche sichtbar sind.
Andererseits beeinträchtigen einige unterirdische Porositäten das Schweißen auf unterschiedliche Weise. Bei diesen Typen befinden sich die winzigen Löcher oder Gasblasen innerhalb der Oberfläche der Schweißnähte. Sie sind nicht sichtbar und verbleiben daher für eine lange Zeit dort. Schließlich verursachen sie Schäden oder Risse in den Schweißnähten. Einige andere Arten von Porosität sind wie folgt:
- Grube Porosität
- Cluster Porosität
- Gleichmäßige Porosität
- Wurmloch Porosität
Ist das Problem der Porosität wirklich schlecht für das Schweißen? Die Antwort lautet JA! Poren oder Hohlräume in der Schweißnaht schwächen diese und führen dazu, dass sie sich mit der Zeit verschlechtert. Außerdem lassen winzige Löcher, entweder wenige oder gehäuft, die Schweißnaht unansehnlich erscheinen. Daher bemühen sich die Schweißer, diese Poren zu minimieren. Sollte dies der Fall sein, beheben sie es sofort, um die Langlebigkeit der Schweißnaht zu gewährleisten.
Ursachen für Porosität beim Schweißen
Wie ich bereits erwähnt habe, ist Porosität in erster Linie durch mit Gas gefüllte Blasen gekennzeichnet, die in der Schweißnaht verbleiben. Richtig? Diese Blasen verwandeln sich später in Poren oder winzige Löcher, die die Schweißnaht schwächen. Es gibt jedoch noch weitere vermeidbare Gründe, die zur Porosität beitragen. Im folgenden Abschnitt werden wir die wichtigsten Ursachen für Porosität beim Schweißen erörtern.
1- Unsauberkeit des Grundmetalls
Manchmal ist das zu schweißende Teil nicht gereinigt und weist Verunreinigungen auf. Zu diesen Verunreinigungen gehören Schmutz, Fett, Öl und andere Ablagerungen. Beim Schweißen werden diese Verunreinigungen verbrannt. Dadurch setzen sie Gase frei, die während des Schweißens im geschmolzenen Material eingeschlossen bleiben.
Zu diesen Gasen gehören Wasserstoff, Sauerstoff, Kohlendioxid und so weiter. Diese eingeschlossenen Gase bilden Blasen und Hohlräume in den Schweißnähten. Wenn Sie jedoch das Grundmetall reinigen, bevor Sie Schweißenkann dieses Problem leicht vermieden werden. Wenn es keine Verunreinigungen gibt, können auch keine Gase in der Schweißnaht eingeschlossen werden.
Schnelles Highlight: Wenn Ihr Metalluntergrund vor dem Schweißen nicht gereinigt wird, ist das wahrscheinlich ein Fehler des Schweißers. Ich halte es sogar für ein Verbrechen seitens der Schweißer. Als Kunde können Sie den Schweißer daran erinnern, den Schweißpunkt vor Beginn der Schweißung zu reinigen. Auf diese Weise werden Sie keine Probleme mit der Porosität sehen, die andernfalls verursacht worden wären.
2- Ungeeignetes Schutzgas
Beim Schweißen spielen Schutzgase eine wichtige Rolle. Richtig? Diese Gase werden bei fast allen Schweißtechniken verwendet, einschließlich WIG und MIG. Sie verhindern die Verunreinigung der Luft während des Schweißvorgangs und machen ihn sicher. Wenn dieses Schutzgas jedoch nicht gleichmäßig zugeführt wird, kann es zu Porosität in der Schweißnaht führen. Angenommen, Sie stellen eine große Menge Schutzgas bereit.
Dadurch wird das Schutzgas während des Schweißens in das geschmolzene Material eingeführt. Es wird in der Schweißnaht eingeschlossen und verursacht später Porosität. Ebenso ist ein zu niedriger Schutzgasdruck unzureichend. Diese Gase reagieren dann mit Sauerstoff oder Stickstoff und bilden ein Gemisch. Dieses Gasgemisch führt beim Schweißen zu Porosität.
3- Oberflächenbeschichtungen (Anstriche)
Die Oberflächenbeschichtung ist beliebt in moderne Fertigung. Oder? Sie hilft, Rost und Korrosion auf dem Teil oder Gegenstand zu verhindern. Fast alle Hersteller tragen eine dünne Farbschicht auf, um die Haltbarkeit zu verlängern. Wenn das betreffende Teil jedoch geschweißt werden muss, stellt die gleiche Farbschicht eine ernsthafte Gefahr dar. Wie das? Wenn ein Teil geschweißt wird, ist der Lack der Hitze ausgesetzt.
Infolgedessen verbrennt es und setzt einige Chemikalien und Gase frei. Gängige Beispiele hierfür sind Kohlendioxid und Wasserstoff. Diese Gase können nicht entweichen und verbleiben daher im Schweißbad. Wenn die Schweißnaht erstarrt, bilden diese Gase Blasen, die die Qualität der Schweißnaht beeinträchtigen können. Wenn Sie ein lackiertes Teil schweißen, müssen Sie die Lackschicht von dem Teil entfernen. Auf diese Weise können Sie Probleme mit der Porosität vermeiden.
4- Feuchtigkeit und Luftfeuchtigkeit
Sowohl Feuchtigkeit als auch Luftfeuchtigkeit können beim Schweißen Porosität verursachen. Manchmal kann das zu schweißende Metallstück Feuchtigkeit aufweisen. Beim Schweißen verwandelt sich die Feuchtigkeit auf den Metallteilen in Wasserstoffgas. Es kann also nicht entweichen und bleibt im Schweißbad.
Wenn die Schweißnaht erstarrt, verbleibt dieser Wasserstoff in der Schweißnaht. Diese mit Gas gefüllten Blasen beeinträchtigen die Qualität der Schweißnaht. Befindet sich die Blase an der Oberfläche, kann sie abgeschliffen werden. Befindet sie sich jedoch im Inneren der Schweißnaht, platzt sie später und bildet winzige Löcher. Diese Löcher oder Hohlräume machen die Schweißnaht sehr schwach und anfällig für Brüche, wenn sie einer Belastung ausgesetzt wird.
5- Schweißtechnik (Hochstrom) und metallurgische Faktoren
Interessanterweise spielen auch die Schweißtechniken eine wichtige Rolle. Wenn die Schweißer Erfahrung haben, gibt es in der Regel keine Probleme mit Porosität und umgekehrt. Ich empfehle, mit einer ausgewogenen Geschwindigkeit zu schweißen. Zu niedrige oder zu hohe Schweißgeschwindigkeiten können zu Porositätsproblemen führen.
Darüber hinaus ist der Schweißstrom ein weiterer Faktor, der beachtet werden muss. Wenn der Schweißstrom zu hoch ist, wird das Schweißbad extrem heiß, ähnlich wie kochendes Wasser. Dadurch können die Gase nicht mehr entweichen und werden in der Schweißnaht eingeschlossen. Außerdem beeinträchtigt ein zu niedriger Schweißstrom den Schweißprozess.
Wie können wir die Eigenschaften der einzelnen Metalle vergessen? Einige Metalle sind leichter zu schweißen als andere. Aluminium und Magnesium zum Beispiel absorbieren die Gase. Diese absorbierten Gase können später zu Porositätsproblemen führen. Deshalb muss man vor dem Schweißen auf die Eigenschaften des Metalls achten. Daher sollten beim Schweißen empfindlicher Metalle einige Vorschweißtechniken beachtet werden.
Wie repariert man Porosität? Repariert
Haben Sie ein Teil mit Porosität in der Schweißnaht? Das ist sehr bedauerlich, denn Porosität kann die Qualität und die Gesamtfestigkeit der Schweißung erheblich beeinträchtigen. Sie können die Porosität jedoch beheben und das Teil trotzdem verwendbar machen.
Dazu müssen Sie zunächst den Schweißabschnitt mit der Porosität entfernen. Sehen Sie Blasen an der Oberfläche der Schweißnaht aufsteigen? Wenn ja, sollten Sie eine Schleifmaschine verwenden und diese Blasen vorsichtig abschleifen. Sobald die Blasen entfernt sind, ist die Wahrscheinlichkeit groß, dass keine Poren oder Hohlräume mehr vorhanden sind. Wenn an der Stelle, an der sich die Blase befand, keine winzigen Löcher mehr zu sehen sind, bedeutet dies, dass das Problem der Porosität behoben ist.
In manchen Fällen sind jedoch noch Poren, Löcher oder Luftblasen vorhanden. Schneiden Sie den Abschnitt ab, in dem Sie Hohlräume, winzige Löcher oder kleine Lufteinschlüsse sehen. Schneiden Sie weiter, bis Sie keine Löcher mehr sehen. Das ist der Punkt, an dem das Problem der Porosität endet. Anschließend können Sie den Bereich reinigen und das Teil erneut mit der nötigen Sorgfalt schweißen, um erneute Porositätsprobleme zu vermeiden.
Was ist zu tun, wenn man mit unterirdischer Porosität konfrontiert ist? In solchen Fällen sind die Poren oder Löcher in der Regel nicht sichtbar. Oder? In solchen Fällen prüfen die Schweißer die Oberfläche mit Ultraschall oder Röntgenstrahlen. So lässt sich genau feststellen, wo sich die Porosität in der Schweißnaht befindet. Der Schweißer schneidet den gesamten betroffenen Abschnitt aus und schweißt ihn neu. Auf diese Weise wird die Schweißnaht länger halten und nicht reißen.
Wie lässt sich Porosität beim Schweißen verhindern?
Porositätsfehler sind real und können ernsthafte Probleme mit der Schweißnaht verursachen. Oder? Es gibt jedoch einige Vorsichtsmaßnahmen, die Sie beachten müssen. Im folgenden Abschnitt gebe ich einige Tipps zur Vermeidung dieses Problems.
1- Vorbereitung vor Beginn des Schweißens
Bevor Sie mit dem Schweißen beginnen, müssen Sie sich Zeit für die Vorbereitung nehmen. Zur Vorbereitung gehören die Reinigung der (zu schweißenden) Teile und die Wahl der richtigen Schweißtechnik. Dazu gehört auch die richtige Einstellung des Schweißgeräts. Bei gereinigten Metallen ist die Wahrscheinlichkeit geringer, dass beim Schweißen Porosität auftritt. Auch die Wahl der richtigen Schweißparameter, wie Wärme und Spannung, beugt diesem Problem vor. Denken Sie daran, dass das Schweißen mit hohen Strömen erheblich zu den Gefahren des Schweißens beiträgt.
2- Trockene Elektroden und Fülldrähte verwenden
Sie sollten niemals Elektroden, Schweißdrähte oder Metallteile verwenden, die feucht oder nass sind. Denken Sie daran, dass sich Feuchtigkeit beim Schweißen in Wasserstoffgas verwandeln kann. Dieses Gas kann sich später in der Schweißnaht festsetzen und Porosität verursachen. Verwenden Sie trockene Elektroden und Metallteile, um eine starke Schweißnaht zu erzeugen. Haben Ihre Metallteile etwas Feuchtigkeit? Ich empfehle, sie in einen Trockenofen zu legen, um alle Feuchtigkeit zu entfernen und sicherzustellen, dass sie vor dem Schweißen 100% trocken sind.
3- Entfernen Sie die Oberflächenbeschichtung, wenn sie vorhanden ist
Wie ich bereits sagte, setzt Farbe beim Verbrennen Gase frei. Diese Gase können beim Schweißen nicht entweichen und bleiben im Schweißbad eingeschlossen. Wenn die geschmolzene Schweißnaht erstarrt, werden diese Gase in Form von Blasen im Material eingeschlossen. Diese Blasen beeinträchtigen die Festigkeit und Qualität der Schweißnaht. Deshalb muss die Oberflächenbeschichtung vor dem Schweißvorgang entfernt werden. Die Entfernung der Oberflächenbeschichtung macht einen erheblichen Unterschied, insbesondere bei der Herstellung einer Schweißnaht an den Verbindungsstellen.
4- Ausgeglichenes Schutzgas
Schutzgase sind bei allen Schweißtechniken von Vorteil, einschließlich Laser- und WIG-Verfahren. Wenn diese Gase jedoch mit extrem hohem oder niedrigem Druck freigesetzt werden, können sie Probleme beim Schweißen verursachen. Ein zu hoher Druck kann zum Beispiel zu länglichen Löchern (Wurmlöchern) auf der Oberfläche der Schweißnähte führen. Ebenso kann die Verwendung eines Schutzgases mit zu niedrigem Druck zu einer Verunreinigung der Schweißnaht durch Luft führen. Sie sollten beim Schweißen auf ein ausgewogenes Schutzgasverhältnis achten, um Porositätsfehler zu vermeiden.
5- Ignorieren Sie niemals das Verhalten von Material
Ich empfehle dringend, während des Schweißprozesses auf die Materialeigenschaften zu achten. Denken Sie daran, dass sich jedes Material bei Hitzeeinwirkung anders verhält. Aluminium beispielsweise kann beim Schweißen Gas absorbieren und ist anfälliger für Porosität als andere Materialien. Daher sollten Sie die Eigenschaften des Materials kennen und dann die richtige Technik zur Herstellung der Schweißnaht anwenden. Die folgende Tabelle zeigt, wie leicht sich die verschiedenen Werkstoffe schweißen lassen:
| Material | Einfaches Schweißen | Chancen auf Porosität |
| Baustahl | Einfach | Niedrig |
| Rostfreier Stahl | Mäßig | Mittel |
| Aluminium | Schwierig | Hoch |
| Magnesium | Schwierig | Hoch |
| Gusseisen | Sehr Schwierig | Hoch |
| Nickel-Legierungen | Mäßig | Mittel |
| Titan | Schwierig | Hoch |
Häufig gestellte Fragen
Was ist ein Porositätsfehler?
Porosität ist ein ernstes Problem, das durch den Einschluss von Gas im Schweißbad verursacht wird. Sie führt zu kleinen Löchern oder Hohlräumen entweder auf der Oberfläche oder im Inneren des Schweißpunktes. Dies kann die Schweißnaht schwächen und sie anfällig für Risse und Degradation machen.
Wie erkennt man Porosität beim Schweißen?
Sie können die Porosität feststellen, indem Sie die Oberfläche der Schweißnaht untersuchen. Wenn Sie kleine Löcher, Blasen oder Hohlräume sehen, deutet dies darauf hin, dass die Schweißnaht porös ist, und umgekehrt. Wenn Sie Porosität bemerken, sollten Sie Maßnahmen ergreifen, um sie zu beseitigen, damit die Schweißnaht lange hält und beständig ist.
Wie repariert man Porosität in einer Schweißnaht?
Die Reparatur von Porosität ist eine anspruchsvolle Aufgabe. Sie schleifen die Blasen ab und entfernen den Schweißbereich, der Poren und Hohlräume aufweist. Danach muss die Oberfläche neu geschweißt werden, damit sie langfristig stabiler bleibt.
Ist Porosität sehr schlecht für den Schweißprozess?
Ja. Porosität ist sehr schlecht für das Schweißen. Sie macht die Schweißnaht sehr schwach und lässt sie unansehnlich aussehen (aus optischer Sicht). Schweißnähte mit Porosität werden beschädigt, wenn sie einer Belastung ausgesetzt werden. Tatsächlich kann die Schweißnaht sogar Risse bekommen, wenn sie nicht belastet und nicht richtig gewartet wird. Es hat keinen Sinn, eine Schweißnaht zu haben, wenn sie während ihrer gesamten Lebensdauer gepflegt werden muss.
Schlussfolgerung
Porosität ist ein schwerwiegendes Problem, das im Allgemeinen auf Nachlässigkeit beim Schweißen zurückzuführen ist. Wenn nachlässig geschweißt wird, bleiben kleine Gasblasen an der Schweißnaht zurück. Diese Blasen platzen manchmal, was zu kleinen Poren oder winzigen Löchern führt.
Diese Löcher können entweder gebündelt oder in einem gewissen Abstand zueinander angeordnet sein. Wenn die Schweißer die korrekte Schweiß-Etikette befolgen, kann dieses Problem vermieden werden. Denken Sie daran, dass Porosität nicht nur die Schweißnaht schwächt, sondern auch die Optik beeinträchtigt. In diesem Artikel habe ich die Grundlagen der Porosität, ihre Ursachen und ihre Vermeidung erläutert, um ein besseres Schweißen zu gewährleisten.