Figure 5.1Complete Joint Penetration (CJP) Weld — D1.1:2025 Guide
Eine durchgeschweißte Stumpfnaht erstreckt sich über die gesamte Dicke der Grundwerkstoffverbindung. Gemäß D1.1:2025 erfordern vorqualifizierte CJP-Stumpfnähte gemäß Clause 5.4.1 und Figure 5.1 keine PQR. Nicht vorqualifizierte CJP-Verfahren müssen durch Prüfung gemäß Table 6.2 qualifiziert werden.
Was ist eine durchgeschweißte Stumpfnaht (CJP)?
Eine durchgeschweißte Stumpfnaht (CJP) ist eine Schweißnaht, bei der sich das Schweißgut über die volle Dicke der Verbindung erstreckt. Die Schweißnaht verschmilzt vollständig von einer Oberfläche zur anderen und erzeugt eine Verbindung mit der gleichen Querschnittsfestigkeit wie der Grundwerkstoff selbst.
CJP-Schweißnähte sind überall dort erforderlich, wo die Verbindung die volle Auslegungslast der verbundenen Bauteile tragen muss. Im Baustahlbau umfasst dies Momentenanschlüsse in biegesteifen Rahmen, schwere Aussteifungsanschlüsse, Stützenstöße in seismischen Anwendungen und jede Verbindung, bei der der Ingenieur eine volle Festigkeitsleistung vorschreibt. Wenn eine Verbindung Zug senkrecht zur Schweißnahtachse übertragen muss, ist eine CJP-Schweißnaht typischerweise die einzige Option, die die D1.1-Festigkeitsanforderungen ohne eine reduzierte rechnerische Nahtdicke erfüllt.
Das entscheidende Merkmal einer CJP-Schweißnaht ist nicht der Nahttyp — es ist die Vollständigkeit der Verschmelzung. V-Nähte, J-Nähte, U-Nähte und sogar I-Nähte können alle CJP erreichen, wenn das Schweißgut die Nahtdicke vollständig durchdringt. Wichtig ist, dass kein Wurzelbereich unverschmolzen bleibt.
Wichtiger Unterschied: CJP wird durch das Ergebnis (volle Durchdringung) definiert, nicht durch die Methode. Dieselbe V-Naht kann eine CJP-Schweißnaht erzeugen, wenn sie ausgehobelt und gegengeschweißt wird, oder eine PJP-Schweißnaht, wenn sie von beiden Seiten ohne Fugenhobeln geschweißt wird (Clause 5.4.2).
CJP vs. PJP — Wann welche Anwendung findet
Der Unterschied zwischen CJP und PJP gemäß D1.1 wird durch die Ausführung der Schweißnaht definiert, nicht nur durch die Nahtgeometrie. Clause 5.4.1 regelt CJP-Stumpfnähte. Clause 5.4.2 definiert PJP-Stumpfnähte als Stumpfnähte ohne Stahlsicherung, die von einer Seite geschweißt werden, und Stumpfnähte, die von beiden Seiten, aber ohne Fugenhobeln geschweißt werden.
| Attribute | CJP | PJP |
|---|---|---|
| Penetration | Full joint thickness | Partial — specified depth |
| Effective throat | Equals Grundwerkstoff thickness | Reduced — per Table 5.8 minimum |
| D1.1 clause | Clause 5.4.1 | Clause 5.4.2 |
| Prequalified details | Figure 5.1 |
Figure 5.2 |
| Typical use | Moment connections, column splices, tension joints | Shear connections, Steife welds, compression splices |
| Design strength | Full base metal strength | Must be calculated based on effective throat |
Der Ingenieur wählt CJP, wenn die Verbindung die volle Festigkeit der Bauteile entwickeln muss. PJP ist angemessen, wenn die aufgebrachten Lasten geringer sind als die volle Kapazität der verbundenen Teile — und wenn die reduzierte rechnerische Nahtdicke in den Konstruktionsberechnungen berücksichtigt wird. PJP-Schweißnähte sind im Allgemeinen kostengünstiger in der Herstellung, da sie weniger Schweißgut erfordern und möglicherweise kein Fugenhobeln benötigen.
Vorqualifizierte durchgeschweißte Stumpfnähte (CJP)
D1.1:2025 Clause 5.4.1 definiert vorqualifizierte CJP-Stumpfnahtdetails. CJP-Stumpfnähte, die den Konfigurationen in Figure 5.1 entsprechen, dürfen ohne Durchführung der in Clause 6 beschriebenen WPS-Qualifikationsprüfung verwendet werden. Dies bedeutet keine PQR, keine Testschweißung und keine zerstörende Prüfung — vorausgesetzt, jedes Element des Verfahrens bleibt innerhalb des vorqualifizierten Rahmens.
Figure 5.1 enthält Dutzende vorqualifizierter CJP-Nahtdetails, geordnet nach Nahttyp: Ein-V, Doppel-V, Ein-Halb-V, Doppel-Halb-V, Ein-U, Doppel-U, Ein-J, Doppel-J und I-Naht. Jedes Detail spezifiziert den Wurzelspalt, den Öffnungswinkel, die Stegdimension und ob eine Badsicherung erforderlich ist. Die Abmessungen sind als Bereiche mit Toleranzen angegeben — die Spalte „As Detailed“ zeigt die Entwurfswerte, und die Spalte „As Anpassung / Anpassen (Fit-Up)“ zeigt die zulässigen Abweichungen gemäß Clause 5.4.1.8.
Um eine vorqualifizierte CJP-Verbindung zu verwenden, müssen alle folgenden Punkte erfüllt sein:
- Joint detail matches
Figure 5.1 - The groove type, Wurzelspalt, Öffnungswinkel, and Steg must match one of the Vorqualifiziert configurations. Joint dimensions may vary within the tolerances shown in the “As Detailed” column per Clause 5.4.1.1.
- Zugelassenes Schweißverfahren
- Das Verfahren muss SMAW, SAW, GMAW (außer GMAW-S Kurzlichtbogenübertragung) oder FCAW sein. Dies sind die einzigen vier vorqualifizierten Verfahren gemäß Clause 5.
- Zugelassener Grundwerkstoff und Zusatzwerkstoff
- Der Grundwerkstoff muss in
Table 5.6aufgeführt und mit einem zugelassenen Zusatzwerkstoff gemäßTable 5.7abgeglichen werden. Überprüfen Sie Ihren Stahl anhand vonTable 5.6mit Ihrem Werkszeugnis (Werkszeugnis (Mill Test Report)). Die Verwendung eines Grundwerkstoffs, der nicht inTable 5.6aufgeführt ist, disqualifiziert den vorqualifizierten Pfad vollständig. - Vorwärmung und Zwischenlagentemperatur
- Die Minimum Vorwärmung muss die Anforderungen von
Table 5.11für die Grundwerkstoffkategorie, das Schweißverfahren und die Materialdicke erfüllen.
Ein typischer Baustahlrahmen aus A992-Stahl mit Ein-V CJP-Verbindungen, E71T-1 FCAW-Draht und Parametern innerhalb der Clause 5-Grenzen qualifiziert sich vollständig unter dem vorqualifizierten Pfad. Keine PQR erforderlich.
CJP-Schweißnähte in zyklisch geladenen Verbindungen können zusätzlich zur Sichtprüfung durch einen CWI eine UT- oder RT-Prüfung erfordern. Wo vom Ingenieur vorgeschrieben, können PWHT-Anforderungen gemäß D1.1 Abschnitt 7.8 je nach Grundwerkstoff und Betriebsbedingungen gelten. D1.1 Clause 5.4.1 bietet auch vorqualifizierte Schweißverfahren für gängige CJP-Stumpfnahtkonfigurationen — V-Naht, Halb-V-Naht, J-Naht und U-Naht —, die die Notwendigkeit separater Qualifizierungsprüfungen eliminieren.
Anforderungen an das Fugenhobeln und die Badsicherung
Badsicherung und Fugenhobeln gehören zu den am häufigsten missverstandenen Aspekten des CJP-Schweißens. D1.1 schreibt nicht für jede CJP-Schweißnaht eine Badsicherung vor — die Anforderung hängt davon ab, ob die Schweißnaht von einer oder zwei Seiten ausgeführt wird.
Wann eine Badsicherung erforderlich ist
Clause 5.4.1.2 besagt, dass vorqualifizierte CJP-Stumpfnähte, die nur von einer Seite hergestellt werden, eine Stahlsicherung haben müssen. Dies ist die Standardeinstellung für einseitige CJP-Verbindungen in Figure 5.1. Die Schweißbadsicherung bietet eine Oberfläche für die Wurzellage und hilft, eine vollständige Durchdringung ohne Durchbrand zu erreichen.
Wann keine Badsicherung erforderlich ist
CJP-Schweißnähte erfordern nicht immer eine Badsicherung. Clause 5.4.1.3 erlaubt vorqualifizierte CJP-Stumpfnähte ohne Stahlsicherung, wenn zwei Bedingungen erfüllt sind: die Badsicherung wird nach dem Schweißen entfernt, und die Rückseite der Schweißnaht wird bis zum einwandfreien Metall ausgehobelt und gegengeschweißt. Doppelseitige CJP-Schweißnähte — bei denen die Verbindung von beiden Seiten mit Fugenhobeln geschweißt wird — erreichen eine vollständige Durchdringung ohne dauerhafte Badsicherung.
Das Fugenhobeln entfernt die Nahtwurzel der ersten Seite der Schweißnaht, um einwandfreies Schweißgut freizulegen und so jegliche Bindefehler oder Schlackeneinschlüsse an der Wurzel zu eliminieren. Die Gegenschweißnaht vervollständigt dann die Verbindung von der zweiten Seite. Diese Technik erzeugt eine CJP-Schweißnaht ohne dauerhaft in der Verbindung eingebettete Schweißbadsicherung.
Praktischer Hinweis: Viele Ingenieure bevorzugen ausgehobelte CJP-Schweißnähte für ermüdungsempfindliche Verbindungen, da das Entfernen der Schweißbadsicherung eine potenzielle Spannungskonzentration an der Nahtwurzel eliminiert. Die Wahl zwischen gesicherter und ausgehobelter CJP hängt von Zugänglichkeit, Kosten und Ermüdungsanforderungen ab — nicht von einer pauschalen Regelwerkanforderung.
Wie man eine CJP-Schweißanweisung (WPS) qualifiziert
Wenn eine CJP-Stumpfnaht außerhalb der vorqualifizierten Grenzen von Clause 5 und Figure 5.1 liegt, muss die WPS durch Prüfung gemäß Clause 6 qualifiziert werden. Table 6.2 definiert die Anzahl und Art der für die CJP-Stumpfnahtqualifikation erforderlichen Prüfkörper sowie den qualifizierten Dickenbereich.
Die Qualifizierungsprüfung umfasst die Herstellung einer Testschweißung an Blech (oder Rohr für Rohranwendungen), die Entnahme von Proben und die Durchführung zerstörender Prüfungen. Für Blechprüfungen spezifiziert Table 6.2 die Sichtprüfung (VT) gemäß Clause 6.10.1, Zugversuche mit reduziertem Querschnitt und entweder Wurzel- und Flächenbiegeversuche oder Seitenbiegeversuche, abhängig von der Blechdicke. Die geprüfte Blechdicke bestimmt den Bereich der Grundwerkstoffdicke, der für das Produktionsschweißen qualifiziert ist.
Für Bleche von 3/8 Zoll und darunter qualifiziert der Test eine Minimum Dicke von 1/8 Zoll und ein Maximum von 2T (zweimal die Dicke des Prüfblechs). Für Bleche über 1 Zoll bleibt das Minimum 1/8 Zoll und das Maximum ist unbegrenzt. Dies bedeutet, dass ein einziger Test an einem 1 Zoll dicken Blech das Verfahren für alle Dicken von 1/8 Zoll aufwärts qualifiziert.
Die wesentlichen Variablen, die auf dem resultierenden PQR aufgezeichnet werden, definieren die Grenzen der qualifizierten WPS. Jede Änderung einer in Table 6.6 aufgeführten wesentlichen Variable — Schweißverfahren, Zusatzwerkstoffklassifizierung, Grundwerkstoffgruppe, Position, Vorwärmung oder eine der anderen 35 aufgeführten Variablen — kann eine erneute Qualifizierung erfordern.
Wie CJP auf einem Schweißzeichen erscheint
Auf technischen Zeichnungen wird eine CJP-Schweißnaht durch das Stumpfnahtsymbol (V, Halb-V, J, U oder I) ohne Tiefenmaß an der Nahtmaßposition auf der Bezugslinie gekennzeichnet. Wenn kein Nahtmaß (Tiefe) angegeben ist, wird die Schweißnaht als durchgeschweißte Stumpfnaht verstanden. Wenn ein Tiefenmaß erscheint — wie „3/8“ neben einem V-Nahtsymbol —, ist die Schweißnaht eine PJP bis zu dieser Tiefe.
Der Öffnungswinkel, der Wurzelspalt und die Stegdimensionen erscheinen an ihren Standardpositionen auf dem Schweißzeichen. Wenn eine Badsicherung erforderlich ist, wird das Badsicherungssymbol (ein Rechteck auf der gegenüberliegenden Seite der Bezugslinie) eingefügt. Ein Endvermerk kann die WPS-Nummer, das Schweißverfahren oder andere ergänzende Informationen spezifizieren.
Für einen tieferen Einblick in die Konventionen von Schweißzeichen, siehe unsere Referenz für Stumpfnahtsymbole und die vollständige Symboltabelle.
Häufig gestellte Fragen
Nein. D1.1:2025 Clause 5.4.1.2 schreibt eine Stahlsicherung für vorqualifizierte CJP-Stumpfnähte vor, die nur von einer Seite hergestellt werden. Clause 5.4.1.3 erlaubt jedoch CJP-Schweißnähte ohne Stahlsicherung, wenn die Badsicherung nach dem Schweißen entfernt und die Rückseite der Schweißnaht bis zum einwandfreien Metall ausgehobelt und gegengeschweißt wird. Doppelseitige CJP-Schweißnähte mit Fugenhobeln benötigen überhaupt keine Badsicherung. Die Anforderung an die Badsicherung gilt speziell für einseitige vorqualifizierte CJP-Verbindungen.
CJP (durchgeschweißte Stumpfnaht) bedeutet, dass sich das Schweißgut über die volle Dicke der Verbindung erstreckt. PJP (teilweise durchgeschweißte Verbindung) bedeutet, dass sich das Schweißgut nicht über die volle Dicke erstreckt. Gemäß D1.1:2025 hängt der Unterschied davon ab, wie die Schweißnaht hergestellt wird: Stumpfnähte ohne Stahlsicherung, die von einer Seite geschweißt werden, und Stumpfnähte, die von beiden Seiten, aber ohne Fugenhobeln geschweißt werden, gelten gemäß Clause 5.4.2 als PJP. CJP-Verbindungen tragen die volle Auslegungsfestigkeit des Grundwerkstoffs. PJP-Verbindungen haben eine reduzierte rechnerische Nahtdicke, und der Ingenieur muss dies bei der Konstruktion berücksichtigen.
Eine CJP-Schweißnaht wird auf einem Schweißzeichen durch das Anzeigen des Nahttyps (V, Halb-V, J, U oder I) ohne Tiefenmaß an der Nahtmaßposition gekennzeichnet. Wenn kein Tiefenmaß erscheint, wird die Schweißnaht als CJP verstanden. Wenn ein Tiefenmaß angezeigt wird, ist die Schweißnaht eine PJP bis zu dieser Tiefe. Zusätzliche Informationen wie Öffnungswinkel, Wurzelspalt und Badsicherungsanforderungen erscheinen an ihren Standardpositionen auf dem Symbol. Ein Endvermerk kann die WPS-Nummer oder das Schweißverfahren spezifizieren.
Ja. D1.1:2025 Clause 5.4.1 definiert vorqualifizierte CJP-Stumpfnahtdetails. Die Nahtkonfiguration muss einem der vorqualifizierten Details in Figure 5.1 entsprechen, einschließlich des spezifizierten Nahttyps, Wurzelspalts, Öffnungswinkels und der Stegdimensionen. Das Schweißverfahren muss SMAW, SAW, GMAW (außer Kurzlichtbogenübertragung) oder FCAW sein. Der Grundwerkstoff muss in Table 5.6 aufgeführt sein, und alle anderen Bestimmungen von Clause 5 müssen erfüllt sein. Vorqualifizierte CJP-Verbindungen erfordern keine PQR oder Qualifizierungsprüfung gemäß Clause 6.
Physikalisch ja — das Schweißgut verschmilzt an der Nahtwurzel mit dem Grundwerkstoff, sodass Kehlnähte immer eine gewisse Einbrandtiefe erzeugen. Aber in der D1.1-Terminologie sind durchgeschweißte Stumpfnaht (CJP) und teilweise durchgeschweißte Verbindung (PJP) Regelwerk-Begriffe, die nur für Stumpfnähte definiert sind. Clause 3 definiert CJP als einen Nahtwurzelzustand in einer Stumpfnaht, bei dem sich das Schweißgut durch die Nahtdicke erstreckt. Clause 4.5.1 und Figure 5.1 behandeln CJP-Stumpfnahtdetails. Clause 4.5.2 behandelt Kehlnähte separat: Die Kehlnahtdicke wird nach der Schenkellänge gemessen, und die Festigkeit der Schweißnaht wird aus der rechnerischen Nahtdicke gemäß Clause 4.5.2.6 berechnet — nicht aus der Einbrandtiefe. Eine Kehlnaht als CJP zu bezeichnen, ist gemäß D1.1 ein Kategorienfehler. Wenn eine Verbindung die volle Dicke Festigkeit entwickeln muss, muss das Detail eine Stumpfnaht aus Figure 5.1 sein, keine Kehlnaht mit zusätzlicher Durchdringung.