Makroskopische Untersuchung von Schweißnähten bzw. Schweißverbindungen

Die makroskopische und mikroskopische Schweißnahtprüfung ist eine unabdingbare materialkundliche Methode im Bereich der Qualitätssicherung, insbesondere bei sicherheitsrelevanten Bauteilen und Konstruktionen (Druckbehälterbau, Straßen – und Eisenbahnbrückenbau, Schienenfahrzeugbau, Rohrleitungsbau).

Mit dieser Schweißnahtanalyse können Fehler im Nahtaufbau, Bindefehler, Einbrand, ungenügende Durchschweißung, Risse und Fehler der Mikrostruktur nachgewiesen werden.

Bei dieser Methode handelt es sich um einen zerstörende materialographische Untersuchung die eine metallografische Probenpräparation voraussetzt (Trennen, Einbetten, Schleifen, Polieren, Ätzen).

Die Auswertung der vorliegenden makroskopischen Bilder erfolgt in der Regel durch manuelles Vermessen der geometrischen Größen wie Strecken und Winkel.

Hervorzuheben ist insbesondere die Vermessung des A-Maßes da so die Länge der Bindung zwischen Grundwerkstoff und Schmelzgut bestimmt werden kann.

In 2012 erfolgte eine Normen-Revision (DIN EN 1090) die die Anforderungen an die Schweißnaht und den Schweißfachmann deutlich erhöhen. So ist insbesondere eine Schweißerprüfung und eine Schweißverfahrensprüfung eine Grundvoraussetzung um Schweißungen an sicherheitsrelevanten Teilen ausüben zu dürfen.

Alle nachfolgende Schweißnahtuntersuchungen werden durch die Bildverarbeitungssoftware ZEISS - ZEN / Axiovision unterstützt und sind mit den rechts gezeigten Mikroskopen / Makroskopen durchführbar.

Bestimmung des A-Maß

Schweißnaht Eckstoss Kehlnahtvermessung A-Maß
Bie einer Schweißnaht muss das A-Maß vermessen werden um die Belastungsfähigkeit der Verbindung zu gewährleisten
Eckstoss-Schweißnaht: A-Maß Vermessung an einer  Kehlnaht
Durch die Vemessung des A-Maß wird bei der Kehlnaht die Belastungsfähigkeit des Schweißnaht geprüft und die mögliche Belastungsfähigkeit errechnet

Das A-Maß einer Schweißnaht kann auf einfache Weise sekundenschnell ermittelt werden. Für die A-Maß-Messung stehen verschiedene Software-Werkzeuge zu Verfügung. Für die Vermessung sind kalibrierte Mikroskope / Makroskope erforderlich. Ein wesentliches Element für eine gute Bildqualität ist die Beleuchtung.

Makroskopische Aufnahmen verschiedener Schweißnähte 

Je nach Art der Bauteile ergeben sich unterschiedliche Stoßstellen und Schweißnaht-Arten. Zudem variieren die Dicken der zu verbindenden Materialien und die Metallsorten können ebenfalls unterschiedlich sein.

Aluminium-Verbindung V-Schweißnaht
Schweißnaht an einem Stumpfstoss
Stumpfstoß-Schweißnaht zweier dünner Bleche (in klarem Acryl eingebettet) für die Härtprüfung
Zwei gerade Enden eines Blechs werden mit einer Schweißnaht als Stumpfstoss verbunden
Schweißnaht Eckstoss
Neben der Makroskopischen Untersuchung der Schweißnaht (hier: Eckstoss) wird zusätzlich die Härte geprüft.
Schweißnaht Stegstoß
Nach der makroskopischen Aufnahme wir an der Schweißnaht zusätzlich die Härte im Grundwerkstoff, in der Wärmeeinflusszone und im Schmelzgut geprüft um eine Überhöhung der Härte zu vermeiden.
Schweißnaht Stumpfstoss V-Naht
Neben der makroskopischen Vermessung der Schweißnaht muss auch die Härte geprüft werden: Eine Überhöhung der Härte der Schweißnaht würde zu einer vorzeitigen Rissbildung führen
Stumpfstoß V-Naht Schweißnaht
Schweißnaht Stmpfstoss V-Naht
Schweißnaht Stmpfstoss V-Naht
ZEISS Stemi 2000 für die Schweißnahtprüfung
Mit dem ZEISS Stemi 2000 kann die Schweißnaht exakt auf Risse, Verbund, Einbrand geprüft werden
NAZAR TSM4 Makroskop
Mit dem NAZAR TSM4 Makroskop können Schweißnähte Vermessen werden.

Makroskopie für die Schweißnahtuntersuchung