D1.1 Kehlnaht Break Test — §6.23.4 Procedure, Figure 6.23 Specimen, and §6.23.4.1 Acceptance
Der AWS D1.1:2025 Kehlnaht-Bruchtest biegt eine 6 Zoll [150 mm] Schweißerqualifizierungsprobe, bis sie bricht oder flach zusammenfällt. Gemäß §6.23.4.1 muss die gebrochene Bruchfläche eine vollständige Verschmelzung bis zur Wurzel ohne Einschlüsse oder Porosität, die größer als 3/32 Zoll [2.5 mm] sind, aufweisen.
Fast jede Meinungsverschiedenheit bezüglich der Schweißerqualifizierung in der Werkstatt läuft auf einen Biegeversuch hinaus. Eine Schweißnaht, die symmetrisch aussieht, keine Oberflächenporosität aufweist und die Sichtprüfung besteht, kann immer noch einen Bindefehler an der Wurzel verbergen — und der Bruchtest nach §6.23.4 ist das, was diesen Fehler aufdeckt, wenn kein zerstörender Makroschliff durchgeführt wird.
Was der Kehlnaht-Bruchtest beweist
Der AWS D1.1:2025 Kehlnaht-Bruchtest ist einer der vier zerstörenden Tests, die für die Schweißer-, Schweißoperator- und Hefter-Fertigkeitsprüfung gemäß Clause 6 Teil C zur Verfügung stehen. Die anderen drei sind der Frontbiegeversuch, der Wurzelbiegeversuch und der Seitenbiegeversuch gemäß §6.10.3 sowie der Zugversuch an reinem Schweißgut gemäß §6.10.3.6. Der Bruchtest ist einzigartig, da er die Wurzel-Fusionszone — die häufigste Bruchfläche an einer Kehlnaht — und nicht die Bruttofestigkeit des Auftragsmaterials zum Ziel hat.
Mangelnde Verschmelzung an der Wurzel ist der Fehlermodus, den der Test erfassen soll. Eine Kehlnaht, die visuell symmetrisch erscheint, ein akzeptables Nahtprofil aufweist und keine Oberflächenporosität zeigt, kann dennoch einen Bindefehler an der Wurzel enthalten, da das Schmelzbad während des Schweißens nie in die Wurzel eingedrungen ist. Die Sichtprüfung gemäß §8.9 kann diesen Fehler nicht erkennen: Die Wurzel ist in der Nahtgeometrie verborgen. Der Bruchtest belastet die Probe so, dass die Wurzel auf Zug beansprucht wird, wodurch die Schweißnaht entlang ihrer schwächsten Ebene geöffnet wird. Die Annahmen zur Kehlnahtdicke auf dem Kehlnahtdicken-Rechner — rechnerische Nahtdicke multipliziert mit zulässiger Scherung — gelten nur, wenn die Wurzelverschmelzung, die der Bruchtest überprüft, tatsächlich vorhanden ist.
The §6.23.4 Procedure Step by Step
Die gesamten Längen der Kehlnaht sind visuell zu prüfen, und anschließend ist eine 6 Zoll [150 mm] lange Probe (siehe
AWS D1.1:2025 §6.23.4Abbildung 6.23) oder ein Viertelabschnitt der Rohrschweißnahtbaugruppe so zu belasten, dass die Wurzel der Schweißnaht auf Zug beansprucht wird. Mindestens ein Schweißanfang und -ende muss sich innerhalb der Prüfprobe befinden. Die Last ist zu erhöhen oder zu wiederholen, bis die Probe bricht oder flach auf sich selbst gebogen wird.
Das Verfahren umfasst vier Arbeitsschritte. (1) Sichtprüfung der gesamten Schweißnahtlänge auf der geschweißten Prüfplatte vor dem Schneiden. (2) Probenentnahme — Schneiden Sie einen 6 Zoll [150 mm] langen Abschnitt von der Platte oder verwenden Sie einen Viertelabschnitt, wenn der Test an einem Rohr durchgeführt wurde. (3) Lastorientierung — Klemmen oder positionieren Sie die Probe so, dass die Wurzel der Kehlnaht beim Anlegen der Last auf der Zugseite liegt. Der Mechanismus kann eine Presse, ein Hydraulikzylinder oder eine manuell angetriebene Kraftvorrichtung sein; das Regelwerk schreibt das Gerät nicht vor. (4) Last aufbringen, bis die Probe entweder bricht oder flach auf sich selbst gebogen wird. Die Last kann eine einzelne ansteigende Kraft oder wiederholte Zyklen sein.
Die Anforderung von mindestens einem Start-Stopp ist beabsichtigt: Schweißanfänge und -enden sind statistisch die risikoreichsten Stellen für Bindefehler, daher muss die Probe mindestens einen enthalten, um die Fähigkeit des Schweißers zu testen, die Start-Stopp-Verschmelzung zu beherrschen, nicht nur die gleichmäßige Raupenablagerung.
Probengeometrie — Abbildung 6.23
Abbildung 6.23 spezifiziert die Prüfplatte für den Kehlnaht-Bruchtest und den Makroschliff für Schweißer und Schweißoperatoren. Die Geometrie ist ein T-Stoß: eine vertikale Platte, die mit einer horizontalen Grundplatte mit der Produktionskehlnaht auf einer Seite verschweißt ist. Die Mindestabmessungen sind:
- Vertical plate height: 6 in [150 mm] minimum
- Base plate width: 4 in [100 mm] minimum
- Fillet Nahtmaß: 1/2 in [12 mm] minimum
- Single-pass weld minimum: 1/4 in [6 mm]
- Total weldment length L: 8 in [200 mm] minimum for welders, 15 in [380 mm] minimum for Schweißen operators
- Start-stop location: stop and restart welding near the center of the weldment
Nach dem Schweißen wird die Baugruppe an den in der Abbildung angegebenen Schnittlinien zerlegt. Beide Enden der Schweißkonstruktion können für die Bruchprobe verwendet werden, und das andere Ende kann für die erforderliche Makroschliffprobe verwendet werden. Der ungenutzte Teil wird verworfen. Dieses Dual-Use-Design ermöglicht es, mit einer Schweißerqualifizierungs-Prüfplatte sowohl die Kehlnaht-Bruchprobe für §6.23.4 als auch die Makroschliffprobe für §6.23.2 zu erstellen, ohne zwei separate Platten schweißen zu müssen.
§6.23.4.1 Abnahme Criteria
Der Abnahmetest hat zwei Stufen: die Sichtprüfung vor dem Bruch und die Inspektion der gebrochenen Probe nach dem Bruch.
Sichtprüfung vor dem Bruchtest. Gemäß §6.23.4.1 muss die Schweißnaht ein einigermaßen gleichmäßiges Aussehen aufweisen und frei von Überlappung, Rissen und Einbrandkerben sein, die die Anforderungen von §8.9 überschreiten. Es darf keine Porosität auf der Schweißoberfläche sichtbar sein. Eine Probe, die diesen visuellen Test nicht besteht, ist nicht berechtigt, zum zerstörenden Bruchtest überzugehen.
Die gebrochene Probe gilt als bestanden, wenn eine von zwei Bedingungen erfüllt ist:
- The specimen bends flat upon itself, or
- The fillet weld, if fractured, has a fracture surface showing Vollständige Verschmelzung to the root of the joint with no Einschluss or Porosität larger than 3/32 in [2.5 mm] in greatest dimension, and the sum of the greatest dimensions of all inclusions and porosity does not exceed 3/8 in [10 mm].
Jeder Weg ist ausreichend. Eine flach gebogene Probe zeigt Duktilität und ausreichende Verschmelzung, ohne die Bruchfläche freizulegen; eine gebrochene Probe erfordert die Untersuchung der Bruchfläche auf die beiden genannten Fehler. Die dimensionale Grenze von 3/32 Zoll [2.5 mm] gilt für die größte Abmessung eines einzelnen Einschlusses oder einer Porosität, nicht für die kumulative Anzahl.
Visual Acceptance — §8.9 and Table 8.1
The Sichtprüfung gate before the break test references §8.9, which is the production weld Sichtprüfung clause. Per §8.9, all welds shall be visually inspected and shall be acceptable if the criteria of Table 8.1, or Table 10.14 if tubular, are satisfied. Table 8.1 sets the quantitative Grenzwerte on the four named visual defects: Einbrandkerbe, profile, fusion, and crater fill. The fillet weld break test specimen must clear Table 8.1 limits before the destructive load is applied.
Die Toleranz für Einbrandkerben ist das am häufigsten zitierte Beispiel: Tabelle 8.1 erlaubt Einbrandkerben bis zu einer Tiefe von 1/32 Zoll [1 mm] an einer statisch geladenen Kehlnaht mit einer Dicke von weniger als 1 Zoll [25 mm]. Einbrandkerben, die tiefer als 1/32 Zoll [1 mm] sind, disqualifizieren die Probe bei der Sichtprüfung — der Schweißer kann den Bruchtest erst fortsetzen, wenn der visuelle Fehler entweder durch Schleifen und erneute Sichtprüfung oder durch Nachschweißen behoben wurde.
Tack Welder Variant — §6.24 and Figure 6.27
Die Hefterqualifizierung verwendet einen parallelen, aber eigenständigen Kehlnaht-Bruchtest. Die Unterschiede liegen in der Probengeometrie, dem Nahtmaß und der Akzeptanzsprache.
Per §6.18.2, the tack welder makes a 1/4 in [6 mm] Maximum Größe Heften approximately 2 in [50 mm] long on the fillet-weld-break specimen shown in Figure 6.27. Figure 6.27 is smaller than Figure 6.23: a 4 in [100 mm] by 4 in [100 mm] square plate with a 1/2 in [12 mm] thick top section and a 2 in [50 mm] wide tack weld area.
Per §6.24, a force is applied to the specimen as shown in Figure 6.20 until rupture occurs. The force may be applied by any convenient means. The acceptance criterion in §6.24.2 reads: the fractured surface of the tack weld shall show fusion to the root, but not necessarily beyond, and shall exhibit no Bindefehler to the base metals or any inclusion or porosity larger than 3/32 in [2.5 mm] in greatest dimension.
The key linguistic difference from §6.23.4.1 is fusion to the root, but not necessarily beyond versus complete fusion to the root. A tack weld is a temporary fixturing weld and is not expected to develop the deposit profile of a production fillet, so the Regelwerk permits less depth past the root corner. The 3/32 in [2.5 mm] porosity limit is identical to the welder-qualification rule.
Verwandte Normen und Leitfäden
Häufig gestellte Fragen
Der AWS D1.1:2025 Kehlnaht-Bruchtest ist ein zerstörender Fertigkeitsprüfungstest, der zur Qualifizierung von Schweißern, Schweißoperatoren und Heftern verwendet wird. Gemäß §6.23.4 wird eine 6 Zoll [150 mm] lange Probe einer fertiggestellten Kehlnaht so geladen, dass die Wurzel der Schweißnaht auf Zug beansprucht wird, und die Last wird erhöht oder wiederholt, bis die Probe entweder bricht oder flach auf sich selbst gebogen wird. Der Test legt die Wurzel-Fusionszone — die wahrscheinlichste Stelle für Bindefehler oder mangelnde Verschmelzung — frei, indem er die Schweißnaht an ihrer schwächsten Ebene physisch öffnet. Eine Sichtprüfung allein kann die Wurzelverschmelzung an einer Kehlnaht nicht bestätigen, da die Wurzel in der Nahtgeometrie verborgen ist. Der Bruchtest wird mit einem Makroschliff am anderen Ende derselben Probenplatte gemäß Abbildung 6.23 kombiniert, um einen zerstörenden Einblick in die innere Güte zu erhalten.
Abbildung 6.23 spezifiziert eine T-Stoß-Prüfplatte, bei der eine vertikale Platte mit einer horizontalen Grundplatte mit der Produktionskehlnaht verschweißt wird. Die Mindestabmessungen sind 6 Zoll [150 mm] vertikale Plattenhöhe, 4 Zoll [100 mm] Grundplattenbreite, 1/2 Zoll [12 mm] Kehlnahtdicke und 1/4 Zoll [6 mm] Einlagennaht. Die Gesamtschweißnahtlänge L beträgt mindestens 8 Zoll [200 mm] für Schweißer und mindestens 15 Zoll [380 mm] für Schweißoperatoren. Der Schweißer muss das Schweißen mindestens einmal nahe der Mitte der Schweißkonstruktion unterbrechen und neu starten, so dass ein Start-Stopp in der Prüfprobe erfasst wird. Nach dem Schweißen wird die Baugruppe zerlegt: ein Ende liefert die 6 Zoll Bruchprobe, und das andere Ende liefert die Makroschliffprobe. Jedes Ende kann jede Rolle erfüllen, und das ungenutzte Ende wird verworfen.
Gemäß AWS D1.1:2025 §6.23.4.1 besteht ein Kehlnaht-Bruchtest, wenn die gebrochene Probe eines von zwei Ergebnissen erfüllt. Der erste Akzeptanzweg ist, dass die Probe flach auf sich selbst gebogen wird, ohne zu brechen — dies demonstriert Duktilität und ausreichende Verschmelzung. Der zweite Weg ist, dass, wenn die Probe bricht, die Bruchfläche eine vollständige Verschmelzung bis zur Wurzel der Verbindung zeigen und keine Einschlüsse oder Porosität enthalten darf, die größer als 3/32 Zoll [2.5 mm] in ihrer größten Abmessung sind. Jede Bedingung ist ausreichend. Eine Sichtprüfung vor dem Bruch ist ebenfalls eine Vorbedingung: Gemäß §6.23.4.1 muss die Schweißnaht ein einigermaßen gleichmäßiges Aussehen aufweisen und frei von Überlappung, Rissen und Einbrandkerben sein, die die Grenzwerte von §8.9 überschreiten, und es darf keine Porosität auf der Schweißoberfläche sichtbar sein.
Beide Ergebnisse sind gemäß §6.23.4.1 zulässig. Eine Schweißnaht, die sich flach auf sich selbst biegt, ohne zu brechen, ist der sauberste Pass — die Last wurde aufgebracht, die Probe zeigte Duktilität, und es muss keine Bruchfläche untersucht werden. Eine Probe, die bricht, ist nicht automatisch ein Fehlschlag; sie muss auf zwei spezifische Fehler auf der Bruchfläche untersucht werden: jegliche unvollständige Verschmelzung zur Wurzel und jegliche Einschlüsse oder Porosität, die größer als 3/32 Zoll [2.5 mm] in ihrer größten Abmessung sind. Der Test ist so aufgebaut, weil beide Ergebnisse eine ausreichende Festigkeit signalisieren. Eine duktile Schweißnaht biegt sich; eine Schweißnaht, die stärker als der Grundwerkstoff ist, kann in der Wärmeeinflusszone oder im Grundwerkstoff brechen und nicht in der Schweißnaht selbst, was ebenfalls akzeptabel ist. Das Bestehenskriterium konzentriert sich darauf, was die Bruchfläche offenbart, nicht darauf, ob ein Bruch aufgetreten ist.
Der Schweißerqualifizierungs-Bruchtest nach §6.23.4 verwendet die T-Stoß-Prüfplatte gemäß Abbildung 6.23 und wendet das Kriterium nach §6.23.4.1 der vollständigen Verschmelzung bis zur Wurzel ohne Porosität größer als 3/32 Zoll [2.5 mm] an. Der Hefter-Bruchtest nach §6.24 verwendet Abbildung 6.27 — eine kleinere Platte, bei der der Hefter eine Heftnaht von maximal 1/4 Zoll [6 mm] Größe und ca. 2 Zoll [50 mm] Länge gemäß §6.18.2 fertigt. Das Hefter-Zulässigkeitskriterium in §6.24.2 ist nachsichtiger: Der Bruch muss eine Verschmelzung bis zur Wurzel zeigen, aber nicht notwendigerweise darüber hinaus, keine Bindefehler zum Grundwerkstoff und die gleiche Porositätsgrenze von 3/32 Zoll [2.5 mm]. Der Hauptunterschied sind die Worte „vollständige Verschmelzung“ in §6.23.4.1 gegenüber „Verschmelzung bis zur Wurzel“ in §6.24.2 — Heftnähte müssen nur die Wurzel erreichen, nicht bis zur Rückseite durchgehen.
Ja — und dies ist der Fehlermodus, den der Bruchtest erfassen soll. Eine Kehlnaht kann die Sichtprüfung gemäß §8.9 und Tabelle 8.1 mit einem einigermaßen gleichmäßigen Aussehen, keiner Oberflächenporosität, keiner Überlappung, keinen Rissen und akzeptablen Einbrandkerben bestehen, während sie immer noch einen Bindefehler oder mangelnde Verschmelzung an der Wurzel enthält. Die Wurzel ist in der Nahtgeometrie verborgen, so dass die Sichtprüfung sie nicht sehen kann. Häufige Ursachen sind unzureichende Wärme am Anfang der Schweißnaht, schnelle Schweißgeschwindigkeit, die verhindert, dass das Schmelzbad in die Wurzel eindringt, oder ein Drahtwinkel, der die Raupe auf die Verbindung legt, anstatt in sie hinein. Der Bruchtest legt diesen Fehler frei, indem er die Wurzel auf Zug belastet. Eine optisch schöne Schweißnaht, die den Bruchtest nicht besteht, ist der häufigste Qualifizierungsfehler in der Werkstattpraxis und der Grund, warum §6.23.4 neben der Sichtprüfung nach §8.9 existiert.
AWS D1.1:2025 §8.4.2 gibt dem Prüfer die ausdrückliche Befugnis, zusätzliche Qualifizierungsprüfungen zu verlangen, wenn die Qualität der Produktionsschweißnaht unter den Anforderungen des Regelwerks zu liegen scheint. Der Abschnitt besagt, dass, wenn die Qualität der Arbeit eines qualifizierten Schweißers, Schweißoperators oder Hefters unter den Anforderungen dieses Regelwerks zu liegen scheint, der Prüfer den Schweißer auffordern kann, die Fähigkeit zur Herstellung einwandfreier Schweißnähte durch einen einfachen Test, wie den Kehlnaht-Bruchtest, oder durch eine vollständige Neuzertifizierung gemäß Clause 6 oder Clause 10 für Rohre nachzuweisen. Der Kehlnaht-Bruchtest wird im Regelwerk als die einfache Testoption genannt, da er schnell ist, keine ZfP-Ausrüstung erfordert und ein eindeutiges Annahme- oder Ablehnungsergebnis liefert. Diese Befugnis erfordert keine Vertragsänderung; sie ist in der Rolle des Prüfers gemäß §8.1.2 und §8.4.2 verankert.
CWI Prüfungs-Tipp: Teil B und Teil C fragen häufig nach der doppelten Zulässigkeitsregel nach §6.23.4.1 (biegt flach ODER Bruchfläche zeigt vollständige Wurzelverschmelzung plus keine Porosität größer als 3/32 Zoll [2.5 mm]). Ein häufiger Ablenker ist das Kriterium für Hefter nach §6.24.2 (Verschmelzung bis zur Wurzel, aber nicht notwendigerweise darüber hinaus) — wenn die Frage Schweißer sagt, ist vollständige Verschmelzung erforderlich; wenn sie Hefter sagt, nur Verschmelzung bis zur Wurzel.