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May 28, 2023

Verbrauchsmaterial-Ecke: Fehlersuche bei mangelnder Verschmelzung und Porosität bei Unterpulverschweißanwendungen

Phynart Studio / E+ / Getty Images Wir fertigen verschiedene Produkte wie Tanks und Druckbehälter. Manchmal kämpfen wir mit mangelnder Schmelze (LOF) und Porosität in der Mitte der Schweißnaht

Phynart Studio / E+ / Getty Images

Wir fertigen verschiedene Produkte wie Tanks und Druckbehälter. Manchmal haben wir bei Durchschweißungen mit vollständiger Nahtdurchschweißung mit mangelnder Schmelze (LOF) und Porosität in der Mitte der Schweißnaht zu kämpfen. Die Porosität erscheint als kleine bis große Gastaschen nahe der Schweißmittellinie. Irgendwelche Ideen, was diese Probleme verursachen könnte und wie man sie lösen kann?

Dies ist ein häufiges Problem beim Unterpulverschweißen (SAW), wenn eine vollständige Durchdringung der Verbindung erforderlich ist. Dies geschieht in den meisten Fällen, wenn die Anwendung von beiden Seiten geschweißt werden soll. Bei Anwendungen, bei denen die Verbindung nur von einer Seite geschweißt wird, stellt dies ein deutlich geringeres Problem dar.

In vielen Anwendungen wird bei den miteinander zu verschweißenden Bauteilen eine Wurzelschweißung durch Metall-Schutzgasschweißen, Fülldraht-Lichtbogenschweißen oder sogar Metall-Schutzgasschweißen durchgeführt. Dieser Vorgang hält die Komponenten zusammen, bis sie vollständig mit SAW verschweißt werden können. Es dient auch dazu, eine Basis für den SAW-Prozess bereitzustellen, um ein Durchbrennen zu verhindern.

Das Verbindungsdesign für zweiseitige Schweißnähte ist entweder eine gleichgroße Doppel-V-Nut; versetzte Doppel-V-Nut, wobei eine Seite eine größere Nut hat; oder einzelne V-Nut. Es kann sich auch um eine gleiche oder versetzte Doppelfase handeln, die auch als K-Fase bezeichnet wird. Dies geschieht normalerweise, um einen leichteren Zugang zur Schweißverbindung zu ermöglichen, beispielsweise an einem Tank oder Behälter. Die Verbindungen reichen von der Messerkantenvorbereitung bis hin zu einer 6-mm-Wurzelfläche oder -Fase, was dazu beiträgt, die erforderliche Menge an Zusatzwerkstoff und die Schweißzeit zu reduzieren.

LOF ist das Ergebnis unzureichender Schweißparameter, einer Inkonsistenz in der Schweißverbindung und/oder einer falschen Schweißkopfeinstellung (was typischerweise bei Umfangsschweißnähten auftritt).

Um LOF zu lösen, ist die Entwicklung robuster Schweißparameter der offensichtliche erste Schritt. Eine gleichmäßige Schweißverbindung scheint kein großes Problem zu sein; Große Schwankungen in der Dicke der Wurzelfläche oder im Wurzelspalt können jedoch zu einem LOF führen, wenn die Wurzelfläche zu groß oder der Spalt zu eng ist, oder zu einem Durchbrennen, wenn die Wurzelfläche zu klein oder der Spalt zu breit ist. Um eine gleichbleibende Schweißqualität zu erreichen, ist es wichtig, die Verbindungsabmessungen innerhalb enger Toleranzen zu halten.

Bei Umfangsschweißnähten ist der Versatz des Schweißkopfes im richtigen Abstand vom oberen oder unteren Totpunkt für die Schweißqualität von entscheidender Bedeutung. Die Einzelheiten des richtigen Schweißkopfversatzes können hier nicht behandelt werden, sie sollten jedoch in die Schulung des SAW-Bedieners einbezogen werden, der Umfangsschweißnähte ausführt.

Mittellinienporosität auf der zweiten geschweißten Seite kommt in Bereichen mit LOF häufig vor, daher wird die Lösung dieses Problems in den meisten Fällen auch die Porosität beheben.

Porosität wird auch durch Verbindungsverunreinigungen, absorbierte Feuchtigkeit im Flussmittel oder Schweißen über einer Wurzelschweißnaht verursacht, die Porosität enthielt.

Porosität kann normalerweise durch Vorwärmen beseitigt werden und indem sichergestellt wird, dass die Schweißnaht sauber ist, das Flussmittel trocken ist und aus neuen oder ungeöffneten Beuteln stammt oder in einem Ofen aufbereitet wurde und der Wurzelschweißdurchgang frei von Porosität ist.

Häufig sind SAW-Bediener keine erfahrenen Handschweißer und verfügen nicht über die gleichen Kenntnisse wie ihre Kollegen. Darüber hinaus ist es aufgrund der Abdeckung des Lichtbogens und der Schweißpfütze schwierig, die Konzepte des Prozesses zu verstehen. Daher sollten erfahrene und unerfahrene SAW-Bediener im Klassenzimmer geschult werden, um die Variablen besser zu verstehen und zu erfahren, wie sie zur Behebung damit verbundener Probleme mit der Schweißqualität genutzt werden können.