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Table 8.1Weld Porosity Causes — D1.1:2025 Abnahme Criteria
This porosity Leitfaden focuses on why gas becomes trapped in Schweißgut and how the likely cause changes the next corrective action. Use it to separate shielding, moisture, contamination, speed, and arc-stability issues before comparing the condition with project Prüfung Anforderungen.
Per D1.1:2025 Table 8.1 item (8), visible piping porosity 1/32 in or greater shall not exceed 3/8 in per linear inch of fillet or Stumpfnaht on statically geladen connections. CJP butt joints transverse to tensile stress require zero visible piping porosity.
Was verursacht Schweißnahtporosität
Porosität entsteht, wenn Gas im erstarrenden Schweißbad (Schmelzbad) eingeschlossen wird. Der Lichtbogen erzeugt extrem hohe Temperaturen, die chemische Reaktionen im Grundwerkstoff, Zusatzwerkstoff und der umgebenden Atmosphäre verursachen. Wenn das Schweißbad (Schmelzbad) schneller erstarrt, als eingeschlossene Gasblasen an die Oberfläche entweichen können, bleiben diese Blasen als Poren eingefroren — entweder sichtbar an der Oberfläche (Porenzeilen-Porosität) oder versteckt im Schweißnahtquerschnitt (unterirdische Porosität).
Die sechs Hauptursachen sind:
Feuchtigkeit — Wasser in jeglicher Form ist die häufigste Ursache. Feuchtigkeit auf Grundwerkstoffoberflächen, in Zusatzwerkstoff-Flussmittelbeschichtungen oder in Fülldrähten absorbiert, führt Wasserstoff in den Lichtbogen ein. Der Wasserstoff löst sich bei hoher Temperatur im Schweißbad (Schmelzbad) und wird beim Abkühlen des Bades freigesetzt, wodurch Wasserstoffporosität entsteht. Aus diesem Grund erfordern E7018 und andere Niedrigwasserstoff-Elektroden eine kontrollierte Lagerung und erneute Trocknung nach Exposition.
Oberflächenverunreinigung — Öl, Fett, Farbe, Rost, Walzzunder und Zink (verzinkte Beschichtungen) setzen alle Gase frei, wenn sie in die Lichtbogenzone gelangen. Selbst dünne Verunreinigungsschichten auf den Fugenflächen können genügend Gas erzeugen, um sichtbare Porosität zu verursachen. Fugenflächen müssen vor dem Schweißen auf jeder Seite mindestens 1 Zoll sauber und trocken sein.
Schutzgasverlust — GMAW-, FCAW-G- und GTAW-Prozesse sind auf einen inerten oder semi-inerten Gasschutz angewiesen, um atmosphärischen Stickstoff und Sauerstoff vom Lichtbogen fernzuhalten. Zugluft, unzureichender Gasdurchfluss, beschädigte Düsen oder ein übermäßiger Kontaktdüsenabstand zur Arbeit ermöglichen atmosphärische Verunreinigungen. Stickstoffporosität ist besonders schwer zu eliminieren, sobald der Schutz beeinträchtigt ist.
Elektrodenfeuchtigkeit (SMAW) — Niedrigwasserstoff-Elektroden (E7016, E7018) werden mit Flussmittelbeschichtungen hergestellt, die darauf ausgelegt sind, den Diffusiblen Wasserstoff unter 4–16 mL/100g abgeschiedenem Schweißgut zu halten. Exposition gegenüber feuchter Luft führt schnell wieder Feuchtigkeit ein. Elektroden, die länger als 4 Stunden der offenen Luft ausgesetzt waren, erfordern typischerweise eine erneute Trocknung bei 500–800°F gemäß Herstelleranweisungen.
Übermäßige Schweißgeschwindigkeit — Wenn der Schweißer zu schnell arbeitet, hat das Schweißbad (Schmelzbad) keine Zeit zum Entgasen, bevor es erstarrt. Blasen, die sonst an die Oberfläche steigen würden, werden eingeschlossen. Eine Reduzierung der Schweißgeschwindigkeit ermöglicht mehr Zeit zum Ausgasen und reduziert typischerweise die Häufigkeit von Porosität.
Lichtbogeninstabilität — Falsche Polarität, übermäßige Lichtbogenlänge oder unsachgemäße Spannungseinstellungen können den Lichtbogen destabilisieren und den Gasschutz stören. Ein instabiler Lichtbogen erzeugt auch eine inkonsistente Streckenenergie, was zu Bereichen führt, in denen das Schweißbad (Schmelzbad) erstarrt, bevor die Entgasung abgeschlossen ist.
D1.1:2025 Table 8.1 Item (8) — Piping Porosity Acceptance Criteria
D1.1:2025 Table 8.1 governs Sichtprüfung of all production welds under Clause 8.9. Item (8) applies specifically to piping porosity — porosity visible on the weld surface. Subsurface porosity is evaluated by Durchstrahlungs or Ultraschallprüfung when specified in the Vertragsunterlagen.
| Connection Type | Weld Type | Porosity Limit |
|---|---|---|
| Statically loaded (A) | CJP Stumpfstoß transverse to tensile stress | No visible piping porosity |
| Statically loaded (A) | Fillet welds and other groove welds | Sum of pores ≥1/32 in dia: ≤3/8 in per linear inch; ≤3/4 in per 12 in (for welds ≥12 in); ≤Schweißnahtlänge × 0.06 (for welds <12 in) |
| Cyclically loaded (B) | Fillet welds (except Steife-to-web) | Frequency: ≤1 pore per 4 in; max diameter: ≤3/32 in |
| Cyclically loaded (B) | Fillet welds connecting stiffeners to webs | Sum of pores ≥1/32 in dia: ≤3/8 in per linear inch; ≤3/4 in per 12 in; ≤weld length × 0.06 |
| Cyclically loaded (C) | CJP butt joint transverse to tensile stress | No piping porosity |
| Cyclically loaded (C) | All other groove welds | Frequency: ≤1 pore per 4 in; max diameter: ≤3/32 in |
Hinweis für den Prüfer: Die Unterscheidung zwischen „Porenzeilen-Porosität“ und allgemeiner „Porosität“ ist für Tabelle 8.1 wichtig. Punkt (8) gilt nur für Porenzeilen-Porosität, die an der Schweißnahtoberfläche sichtbar ist. Die Tabelle zählt einzelne Porendurchmesser von 1/32 Zoll oder größer — Poren, die kleiner als 1/32 Zoll sind, werden nicht auf den Grenzwert angerechnet. Verwenden Sie beim Messen eine kalibrierte Schweißlehre oder Lupe und zählen Sie nur Poren, die den Minimum-Durchmesser-Schwellenwert erfüllen.
Prävention und praktische Hinweise
Eine effektive Porositätsprävention beginnt mit der WPS. Das Verfahren sollte Vorwärmung-Anforderungen (die Feuchtigkeit und Wasserstoffaufnahme reduzieren), Lagerbedingungen für Zusatzwerkstoff, Anforderungen an die Fugenpräparation und Gasdurchflussraten für Schutzgas festlegen. Eine WPS, die diese Parameter nicht berücksichtigt, überlässt die Prävention vollständig dem Schweißer.
Im Feld sind die zuverlässigsten Kontrollen: (1) Überprüfen Sie die Fugenflächen vor dem Schweißen auf Verunreinigungen und reinigen Sie diese bei Bedarf; (2) Überprüfen Sie den Gasdurchfluss für Schutzgas zu Beginn jeder Schicht und nach Änderungen an der Ausrüstung; (3) Überprüfen Sie die Elektrodenlagerung — Niedrigwasserstoff-Elektroden sollten in einem Elektrodenofen bei vom Hersteller angegebener Temperatur gelagert werden und nicht auf dem Boden liegen; (4) Für FCAW, Überprüfen Sie Drahtspulen auf Feuchtigkeit oder Beschädigungen, insbesondere nach Regen oder nächtlicher Exposition.
Wenn Porosität während der Sichtprüfung festgestellt wird, identifizieren Sie die wahrscheinliche Ursache, bevor Sie die Produktion wieder aufnehmen. Das Fortsetzen des Schweißens mit einer unbehandelten Ursache führt zu weiteren Ausschussnähten. Häufige Ursache-zu-Behebung-Zuordnungen: gehäufte Oberflächenporosität → Elektrodenlagerung Überprüfen; gleichmäßig verteilte Porosität → Schutzgas Überprüfen; Porosität konzentriert am Schweißstart/-stopp → Kraterfülltechnik und Vorwärmung anpassen.
Häufig gestellte Fragen
Die sechs Hauptursachen für Schweißnahtporosität sind: (1) Feuchtigkeit — im Grundwerkstoff, Zusatzwerkstoff oder in der Atmosphäre, die im Lichtbogen zerfällt und Wasserstoff oder Sauerstoff freisetzt; (2) Oberflächenverunreinigung — Öl, Rost, Farbe, Walzzunder oder Zinkbeschichtung auf den Fugenflächen, die beim Abbrennen Gase freisetzen; (3) Schutzgasverlust — unzureichender Gasdurchfluss, Zugluft oder beschädigte Gasleitungen, die atmosphärischen Stickstoff und Sauerstoff in das Schweißbad (Schmelzbad) gelangen lassen; (4) Elektrodenfeuchtigkeit — ungetrocknete SMAW-Elektroden (insbesondere E7018 Niedrigwasserstoff-Elektroden), die Wasserstoff in den Lichtbogen einführen; (5) übermäßige Schweißgeschwindigkeit — das Schweißbad (Schmelzbad) erstarrt, bevor eingeschlossene Gase entweichen können; und (6) falsche Polarität oder Spannung — Lichtbogeninstabilität, die den Gasschutz stört und atmosphärische Verunreinigungen zulässt.
Gemäß D1.1:2025 Tabelle 8.1 Punkt (8)(A) darf bei Kehlnähten und Stumpfnähten (außer CJP-Stumpfnähten quer zur berechneten Zugspannung) an statisch geladenen Verbindungen die Summe der sichtbaren Porenzeilen-Porosität von 1/32 Zoll oder größer im Durchmesser 3/8 Zoll pro linearem Zoll Schweißnaht nicht überschreiten. Bei Schweißnähten von 12 Zoll oder länger darf die Summe 3/4 Zoll in jedem 12 Zoll der Schweißnahtlänge nicht überschreiten. Bei Schweißnähten, die kürzer als 12 Zoll sind, darf die Summe die Schweißnahtlänge multipliziert mit 0,06 nicht überschreiten.
Nein. Gemäß D1.1:2025 Tabelle 8.1 Punkt (8)(A)(1) dürfen CJP-Stumpfnähte in Stumpfverbindungen quer zur Richtung der berechneten Zugspannung keine sichtbare Porenzeilen-Porosität aufweisen. Dies ist ein Null-Toleranz-Kriterium für diese spezifische Verbindung und Belastungsbedingung. Für andere Stumpfnähte und Kehlnähte an statisch geladenen Verbindungen ist eine begrenzte Porosität gemäß den Häufigkeits- und Größenbeschränkungen in Tabelle 8.1 Punkt (8)(A)(2) zulässig.
Porosität reduziert die effektive Querschnittsfläche der Schweißnaht und verringert ihre Tragfähigkeit proportional zum Volumen der Hohlräume. Vereinzelte Porosität in geringen Mengen hat minimale Auswirkungen auf die statische Festigkeit, weshalb D1.1 eine begrenzte Porosität in Kehlnähten unter statischer Belastung zulässt. Porosität unter zyklischer Belastung ist jedoch schädlicher, da jede Pore als Spannungskonzentration wirkt, die Ermüdungsrisse initiieren kann. D1.1:2025 Tabelle 8.1 Punkt (8)(B) und (C) wenden aus genau diesem Grund strengere Porositätsgrenzwerte auf zyklisch geladene Verbindungen an.
Zugehörige Referenz
■ Weld Defects HubTable 8.1 all 8 categories
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Weld PorosityTable 8.1 criteria overview
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Visual Weld InspectionClause 8.9 VT procedure
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Weld DiscontinuityDiscontinuity vs defect
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Weld CracksZero tolerance under D1.1
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Preheat CalculatorReduce Wasserstoffriss risk