Schweißnähte verstehen: Arten, Bildung & Qualitätsmerkmale

Was ist eine Schweißnaht (Weld Bead)?

Eine Schweißnaht entsteht durch Auftragen von Füllmaterial auf eine Fuge zwischen zwei Metallstücken. Ein Auftrag von Füllmetall aus einem einzigen Schweißdurchgang, auch als Schweißnahtperle (Welding Bead) bezeichnet.

Die Nahtperle wird auf und in die Werkstückoberfläche abgeschieden, wenn der Draht oder die Elektrode schmilzt und in den Stahl verschmilzt. Ein Stringer Bead (Fadennaht) ist eine schmale Naht mit nur Ziehbewegung oder leichter Vibration, während ein Weave Bead (Webnaht) breiter mit mehr Vibration ist.

Eine gute Naht ist leicht zu erkennen: Sie ist gerade und gleichmäßig, ohne Schlacke, Risse oder Löcher. Es gibt keine Unterbrechungen in der Naht. Sie sollte nicht zu dünn sein und keine Gruben oder Krater in der Perle aufweisen.

Wenn Sie Füllmaterial in das Werkstück schmelzen, beeinflusst die Bewegung der Flamme/Fackel, wie Sie das Schmelzbad vorantreiben und welche Art von Nahtperle Sie in der Fuge hinterlassen.

WEITER: Was ist Schweißen?

Arten von Schweißnähten

1. WIG-Schweißnähte (TIG Welding Beads)

WIG-Schweißnähte sehen generell aus wie ein „Stapel von Dimes“ (10-Cent-Stücke). Das liegt daran, dass der Schweißer gleichmäßig verteilte „Tupfer“ Füllmetall mit der anderen Hand zufügt, während sich der WIG-Lichtbogen bewegt. Jeder dieser Tropfen bildet eine kreisförmige Form, wenn sie übereinander gestapelt werden.

Der Zeitpunkt der Tupfer beeinflusst das Erscheinungsbild der Naht stark. Eine schnellere Zufuhr des Füllmaterials führt zu engerer Dime-Abständen und umgekehrt. WIG-Nähte können aufgrund ihres Aussehens zu den schönsten Nähten gehören.

WIG-Nähte haben nicht immer diesen „Stapel-von-Dimes“-Look. Manchmal gehen Schweißer „mit dem Cup“ (with the cup). Dabei ruht der Kerndraht auf dem zu schweißenden Teil und wird gehalten. Der Schweißer bewegt den WIG-Cup hin und her, während er in seiner Naht vorwärts geht.

Dies schmilzt den Füllstab und verteilt ihn über die Naht – denken Sie an Frischkäse auf einem Bagel! Diese Technik ist besonders bei Rohrschweißern beliebt. Manchmal werden 2 oder 3 Spatelstäbe gleichzeitig verwendet, um die aufgetragene Menge zu erhöhen. Stellen Sie sich vor, den Cup als „Weben“ statt als gerades Schweißen zu führen.

2. Stabelektroden-Schweißnähte (Stick Welding Beads)

Stabelektroden-Nähte können mehrere Naht-Eigenschaften haben. Die niedrigwasserstoffhaltige Stabsorte (z. B. 7018) ist sehr vielseitig. Ein niedrigwasserstoffhaltiger 7018-Stab kann als gerader Stringer gezogen werden. Diese werden „Stringer“-Perlen genannt, weil sie regelmäßig und schmal sind.

Dies ist beliebt für Flach-, Horizontal- und Überkopf-Schweißen mit Stabelektroden. Vertikale 7018-Nähte können von einem Webmuster profitieren. Beim Aufwärtsschweißen kann der Schweißer verschiedene Muster verwenden, um das Füllmaterial in der Nut zu verteilen. Weben ist bei vertikalen Prüfungen viel einfacher, aber manchmal erlauben CWIs (Certified Welding Inspectors) nur Stringer-Durchgänge.

Unten finden Sie unsere bevorzugte Referenztabelle für Schweißsymbole. Symbole zeigen an, welche Nahtart erforderlich ist – was Ihre Nahtgröße und -art bestimmt.

Stäbe aus Zellulose, also 6010er und 7010er, müssen mit einer speziellen „Whip-and-Pause“-Technik (Peitschen-und-Pause) ausgeführt werden. Das Endergebnis ähnelt einer schönen WIG-Naht. Diese Nähte sehen generell nicht so gut aus wie eine richtige WIG-Naht – aber der Dime-Effekt ist trotzdem sichtbar.

Bei dieser Technik zündet der Schweißer einen Lichtbogen und hält den Stab an Ort und Stelle, um einen „Dime“ zu erzeugen. Dann peitscht er heraus und kehrt zurück, um den nächsten „Penny“ abzulegen. Für offene Wurzeln an Rohren und Platten können 6010-Zellulosestäbe wie ein 7018 gezogen werden und funktionieren hervorragend.

WEITER: Was ist Stabelektrodenschweißen?

3. MIG-Nähte (MIG Beads)

Massivdraht-MIG ist sehr vielseitig, da es so viele Techniken für eine gute Naht gibt. Einige bevorzugen, das Schmelzbad zu schieben (Push), andere zu ziehen (Pull). Es gibt seit langem eine Debatte, ob Schieben oder Ziehen stärker ist. Da Massivdraht-MIG keine Flussbeschichtung erfordert, muss der Anwender sein Schmelzbad nicht ziehen.

Beim Schweißen gibt es den Spruch: „Wenn Schlacke da ist, musst du ziehen.“ Das liegt daran, dass bei den meisten Fällen, wenn man einen Stabelektrodenstab oder Fülldraht-MIG-Brenner schiebt, die Schlacke in der Naht eingeschlossen wird und Porosität erzeugt. Bei fluxbeschichteten Schweißtechniken ermöglicht die Ziehtechnik, dass die Schlacke auf der Rückseite des Schmelzbades entsteht und aushärtet, während man weiter nach vorne fährt.

Viele MIG-Schweißer weben nicht und nutzen kein Muster. Sie führen einfach einen geraden Stringer Bead aus. Obwohl dies eine solide Naht erzeugen kann, kann ein Webmuster bei breiteren Fugen und vertikalen Nähten vorteilhaft sein. Es verteilt das Füllmaterial mehr, was zu einer flacheren Naht führt.

Ein neuerer Trend ist der „MIG wie WIG“-Hype. Dabei führen bestimmte MIG-Einstellungen zu einer Naht, die wie die oben genannten WIG-Dimes aussieht. Dies ist auch weitgehend auf eine spezielle Technologie mit niedriger Drahtvorschubgeschwindigkeit zurückzuführen.

Diese Nähte sind nicht so fest, da die niedrige Hitze das Metall viel weniger durchdringt als normal. Dennoch sind sie in der Offroad-Kultur Standard geworden, weil sie so sauber aussehen.

WEITER: Was ist MIG-Schweißen?

4. Fülldraht-MIG-Nähte (Flux Cored MIG Beads)

Fülldraht-MIG (insbesondere Dual Shield) kann in kurzer Zeit viel Füllmaterial absetzen. Die meisten Fülldraht-Nähte werden als einfache Stringer gefahren. Vertikale Fülldraht-Nähte erfordern meist ein Weben, um das Schmelzbad zu beherrschen.

Das Weben einer Fülldraht-Naht verhindert, dass Sie mittendrin einen „Tropfen“ (Drip) bekommen. Das ist der Moment, in dem die Naht zu heiß wird und das geschmolzene Metall von Ihrem Werkstück auf den Boden tropft.

WEITER: Was ist Fülldrahtschweißen?

Arten von Nahtführungstechniken

Im Allgemeinen ist die Brennerführung ziemlich gleich, egal ob Sie das Schmelzbad mit einem separaten Füllstab, mechanisch zugeführtem Draht oder Stabelektrode speisen. Aber es gibt Techniken, die meist mit einem Verfahren assoziiert sind. Haupttechniken:

• Stringer Beads (Fadennähte)
• Weave Beads (Webnähte)

1. Stringer Beads (Fadennähte)

Stringer Beads, parallel zur Naht geführt, werden für das Schweißen von Edelstahlrohren verwendet, da die Neigung zur Karbidausscheidung geringer ist. Stringer Beads werden für das Vorwärtsschweißen aller Kohlenstoff- und niedriglegierten Rohre in vertikalfester Position empfohlen.

Um einen Stringer Bead zu erzeugen, ziehen Sie die Elektrode gerade über die Naht. Es gibt kein Weben oder andere Bewegung als Ziehen oder Schieben.

Ein Stringer Bead steht im Gegensatz zu einer Webnaht. Beim Auftragsschweißen erzeugt die Webnaht weniger Vermischung (Dilution), weil das Schmelzbad immer mit dem Teil der Naht in Kontakt ist, der bei der vorherigen Oszillation erzeugt wurde, statt mit dem Grundwerkstoff.

2. Weave Beads (Webnähte)

Weave Beads, erzeugt durch Weben der Brenner über die Naht, können an Kohlenstoff- und niedriglegierten Stählen in gerollter oder horizontal-fester Position verwendet werden. Der Vorteil von Webnähten in gerollter oder horizontal-fester Position ist, dass sie weniger Zeit für die Fertigstellung der Nähte benötigen.

Webnaht-Schweißen ist genau das, wonach es klingt: Sie erzeugen ein Webmuster, um einen größeren Bereich abzudecken. Sie verwenden diese Bewegung, um Decklagen über Stringer Beads zu schweißen (Mehrlagen-Schweißen). Mit anderen Worten: Sie verwenden dies, wenn Sie Nähte übereinander schichten. Es wird angewendet, wenn Sie zwei oder mehr Nähte an derselben Naht machen.

Potenzielle Probleme bei schlechter Webtechnik: Sie können die Nahtkante unterschneiden (Undercut) sowie schlechte Verschmelzung (Lack of Fusion) erzeugen.

Begrenzung des Webens:

Weben ist generell nur bis zum Dreifachen des Elektrodendurchmessers erlaubt. Angenommen, Sie verwenden eine 3,2-mm-Elektrode, dann dürfen Sie die Elektrode maximal 9,6 mm seitlich bewegen, gemäß standardmäßiger Schweißverfahrensspezifikation (WPS).

In diesem Fall stellt sich die Frage, wie man Neues in den Schweißbetrieb einbringen kann.

Richtig ausgeführt verhindert das Weben, dass Schlacke eingeschlossen wird, und verringert die Porenbildung, indem es den Gasen etwas mehr Zeit gibt, das erstarrende Schmelzbad zu verlassen. Weben ermöglicht auch bessere Verschmelzung an den Nahtkanten. Das Metall muss entlang jeder gewünschten Linie entsprechend dem verwendeten Webmuster aufgebracht oder verstärkt werden.

Das Webvolumen ist üblicherweise auf 2,5- bis 3-fachen Kerndurchmesser der Elektrode begrenzt. Übermäßiges Weben kann zu porösen Nähten führen. Weben erhöht die Erweichung des Schweißmetalls mit dem Grundwerkstoff und sollte beim Schweißen von Legierungsstählen minimiert werden.