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Ungänze vs. Fehler

D1.1 verwendet „Ungänze“ als neutralen, technischen Begriff für jede Unterbrechung in der erwarteten Struktur einer Schweißnaht oder eines Grundwerkstoffs. Ein Riss, eine Pore, eine Einbrandkerbe, ein Einschluss — all dies sind Ungänzen. Der Begriff beinhaltet keine Bewertung, ob die Schweißnaht bestanden oder nicht bestanden hat.

Eine Ungänze wird erst dann zu einem „Fehler“, wenn sie die in Tabelle 8.1 definierten Zulässigkeitskriterien überschreitet. Dies bedeutet, dass derselbe physische Zustand — zum Beispiel eine geringe Einbrandkerbe an einer Kehlnaht — an einer Verbindung eine akzeptable Ungänze und an einer anderen einen zurückzuweisenden Fehler darstellen kann, abhängig von Dicke, Belastung und den spezifischen Grenzwerten in der Tabelle.

Diese Unterscheidung ist wichtig für Prüfberichte. Ein Prüfer, der etwas als „Fehler“ bezeichnet, sagt damit aus, dass es die Regelwerkgrenze überschreitet und repariert werden muss. Die korrekte Verwendung von „Ungänze“ signalisiert, dass der Zustand anhand der Zulässigkeitskriterien bewertet wurde und möglicherweise Maßnahmen erfordert oder auch nicht. Siehe Verfahrensprüfung (PQR), wie qualifizierte Verfahren die Schweißparameter festlegen, die Fehler von vornherein minimieren.

Tabelle 8.1 Ungänzen-Kategorien

Tabelle 8.1, betitelt „Visuelle Abnahmekriterien“, ordnet Schweißnaht-Ungänzen in acht Kategorien ein. Jede Kategorie hat separate Zulässigkeitskriterien für statisch geladene nicht-rohrförmige Verbindungen und zyklisch geladene nicht-rohrförmige Verbindungen. Ein „X“ in der Tabelle zeigt an, dass die Kategorie für diesen Verbindungstyp gilt.

(1) Rissverbot

Any Riss shall be unacceptable, regardless of Größe or location. This is the only Ungänze in Table 8.1 with an absolute zero-tolerance criterion. It applies to both statically and cyclically geladen connections. There is no Minimum length, no depth threshold, and no exception — if a crack exists, the weld fails.

(2) Schweiß-/Grundwerkstoff-Verschmelzung

Complete fusion shall exist between adjacent layers of Schweißgut and between weld metal and Grundwerkstoff. Bindefehler — sometimes called “lack of fusion” or “cold lap” — is unacceptable for both connection types. Like Risse, this is a zero-tolerance criterion.

(3) Endkraterquerschnitt

All craters shall be filled to provide the specified Nahtmaß, except for the ends of intermittent fillet welds outside of their effective length. An unfilled crater at a weld termination reduces the Rechnerische Nahtdicke and creates a stress concentration. Both connection types require this.

(4) Schweißprofile

Weld profiles shall be in conformance with Clause 7.23, which defines acceptable convexity, concavity, and reinforcement Grenzwerte. Überhöhte Naht creates stress concentrations at the Nahtübergang. Hohlnaht reduces the effective throat below the design minimum. Applies to both connection types.

(5) Prüfzeitpunkt

Visual Prüfung of welds in all steels may begin immediately after the completed welds have cooled to ambient Temperatur. For ASTM A514, A517, and A709 Grade HPS 100W steels, Abnahme criteria shall be based on Sichtprüfung performed not less than 48 hours after completion of the weld. This delay allows delayed Wasserstoffriss to manifest before the inspection is finalized. Applies to both connection types.

(6) Unterschweißte Kehlnähte

The size of a Kehlnaht may be less than the specified nominal size without correction by limited amounts: up to 1/16 in for welds 1/8 in to 3/16 in, up to 3/32 in for 1/4 in welds, and up to 1/8 in for welds 5/16 in and larger. In all cases, the undersize portion shall not exceed 10% of the Schweißnahtlänge. On web-to-flange welds on girders, underrun is prohibited at the ends for a length equal to twice the width of the flange. Applies to statically loaded connections only.

(7) Einbrandkerbe

Undercut limits depend on material Dicke and loading type. For statically loaded connections, material less than 1 in thick allows Einbrandkerbe up to 1/32 in; material 1 in and over allows up to 1/16 in, with specific accumulated-length exceptions. For cyclically loaded connections, undercut on primary tension members is limited to 0.01 in; all other cases allow 1/32 in. See the full breakdown at weld undercut acceptance criteria.

(8) Rohrporosität

Porosity limits vary by Nahtart, connection type, and loading. For statically loaded CJP groove welds in tension, no visible piping Porosität is permitted. Fillet welds and other groove welds have specific frequency and diameter limits — for example, the sum of visible piping porosity 1/32 in or greater shall not exceed 3/8 in per linear inch of weld. Cyclically loaded connections have tighter limits. See the detailed criteria at weld porosity acceptance criteria.

Die Prüfabfolge

Sichtprüfung (VT) ist gemäß Abschnitt 8.9 für alle Produktionsschweißnähte erforderlich. Jede Schweißnaht des Projekts — nicht nur eine Stichprobe — muss die Zulässigkeitskriterien in Tabelle 8.1 erfüllen, bevor die Arbeit abgenommen wird. VT ist die grundlegende Prüfmethode für alle D1.1-Arbeiten.

Durchstrahlungsprüfung (RT) und Ultraschallprüfung (UT) sind nicht automatisch erforderlich. Sie werden nur dann vorgeschrieben, wenn die Vertragsunterlagen dies gemäß Abschnitt 8.6.4 fordern. Wenn RT vorgeschrieben ist, finden sich die Zulässigkeitskriterien in Abschnitt 8.12. Wenn UT vorgeschrieben ist, sind die Zulässigkeitskriterien in den Tabellen 8.2 und 8.3 aufgeführt. Diese Methoden erkennen interne Ungänzen, die VT nicht sehen kann — unterirdische Porosität, Schlackeneinschlüsse, Bindefehler, die im Schweißnahtquerschnitt verborgen sind.

Die praktische Abfolge bei den meisten Bauprojekten ist: Der Schweißer vollendet die Schweißnaht, die Schweißnaht kühlt auf Umgebungstemperatur ab (oder wartet 48 Stunden bei Stählen A514/A517/HPS 100W), der Prüfer führt die Sichtprüfung gemäß Tabelle 8.1 durch, und wenn die Schweißnaht die Sichtprüfung besteht und der Vertrag zusätzliche ZfP vorschreibt, wird die Schweißnaht der Durchstrahlungsprüfung oder Ultraschallprüfung unterzogen. Eine Schweißnaht, die die Sichtprüfung nicht besteht, ist bereits ein zurückzuweisender Fehler — sie wird erst dann der Durchstrahlungsprüfung oder Ultraschallprüfung unterzogen, wenn der visuelle Zustand korrigiert wurde. Für das vollständige Sichtprüfungsverfahren siehe unsere Checkliste für die Sichtprüfung von Schweißnähten.

Wann ein Fehler eine Reparaturschweißung erfordert

Wenn eine Ungänze die Grenzwerte in Tabelle 8.1 überschreitet, wird sie zu einem Fehler und muss repariert werden. Abschnitt 7.25 regelt die Reparaturschweißung fehlerhafter Schweißnähte. Die allgemeine Abfolge ist:

Zuerst wird der fehlerhafte Bereich basierend auf den Prüfergebnissen identifiziert und markiert. Der Prüfer legt das Ausmaß des Fehlers und das verletzte Zulässigkeitskriterium fest. Zweitens wird das fehlerhafte Schweißgut — typischerweise durch Schleifen, Fugenhobeln mit Kohlelichtbogen oder Meißeln — bis zum einwandfreien Metall entfernt. Der Hohlraum muss gereinigt und geprüft werden, um sicherzustellen, dass alles fehlerhafte Material vor dem Nachschweißen entfernt wurde. Drittens wird die Reparaturschweißung mit einem zugelassenen WPS durchgeführt. Dieselben wesentlichen Variablen (Verfahren, Zusatzwerkstoff, Vorwärmung, Zwischenlagentemperatur) gelten für die Reparaturschweißung wie für jede Produktionsschweißnaht. Viertens wird der reparierte Bereich erneut geprüft, wobei dieselben Zulässigkeitskriterien angewendet werden, die den ursprünglichen Fehler identifiziert haben.

Wurde der ursprüngliche Fehler während der Sichtprüfung festgestellt, wird die Reparaturschweißung erneut mittels Sichtprüfung gemäß Tabelle 8.1 geprüft. Wurde er während der Durchstrahlungsprüfung festgestellt, wird die Reparaturschweißung erneut mittels Durchstrahlungsprüfung gemäß Abschnitt 8.12 geprüft. Die Reparaturschweißung muss denselben Norm wie die ursprüngliche Schweißnaht erfüllen — es gibt keine gelockerten Kriterien für reparierte Bereiche.

Eine Reparaturschweißung wird fast immer dem vollständigen Entfernen und Ersetzen vorgezogen. Das Ersetzen einer gesamten Schweißnaht führt zu zusätzlichen Wärmezufuhren, Verzugsrisiken und Kosten. Abschnitt 7.25 erlaubt eine gezielte Reparaturschweißung des fehlerhaften Teils, während die intakten Teile der Schweißnaht erhalten bleiben.

Acceptance criteria differ across codes — D1.1 defines limits in Table 8.1, while ASME Section IX and API 1104 Section 9 each set their own acceptance standards for the same discontinuity types.

Porosität beim Schweißen

Porosity — gas pockets trapped in solidified weld metal — is the most common weld discontinuity. Per Table 8.1 item (8), piping porosity in fillet welds is limited to one pore per 4 in of weld length with Maximum diameter of 3/32 in. In CJP groove welds, scattered porosity is evaluated by RT per Clause 8.12.

Häufige Ursachen: Feuchtigkeit auf Grundwerkstoff oder Zusatzwerkstoff, unzureichender Schutzgasdurchfluss, verunreinigter Draht oder Flussmittel. Vorbeugung: Vorwärmung zur Entfernung von Feuchtigkeit, Überprüfung der Gasdurchflussrate (35-45 CFH typisch für GMAW), Reinigung der Nahtflächen innerhalb von 1 Zoll der Naht.

For detailed analysis, see the porosity Ursachen and Vermeidung guide.

Einbrandkerbe beim Schweißen

Eine Einbrandkerbe ist eine in den Grundwerkstoff neben dem Nahtübergang eingeschmolzene Nut, die nicht mit Schweißgut gefüllt ist. Tabelle 8.1 Punkt (7) legt folgende Grenzwerte fest: Bei statisch geladenen Verbindungen darf die Einbrandkerbe bei Material unter 1 Zoll Dicke 1/32 Zoll nicht überschreiten. Bei Material von 1 Zoll und mehr ist eine Einbrandkerbe von bis zu 1/16 Zoll zulässig. Bei zyklisch geladenen Verbindungen beträgt der Grenzwert 0,01 Zoll für Bauteile, die Zugspannung ausgesetzt sind.

Häufige Ursachen: zu hohe Stromstärke, zu schnelle Schweißgeschwindigkeit, falscher Elektrodenwinkel. Vorbeugung: Stromstärke reduzieren, Schweißgeschwindigkeit verlangsamen, einen Schleppwinkel von 10-15 Grad beibehalten.

Für Messtechniken und die Grenzwerte der Tabelle 8.1 siehe den Leitfaden zur Akzeptanz von Einbrandkerben.

Bindefehler

Incomplete fusion — lack of coalescence between weld metal and base metal or between adjacent weld passes — has zero tolerance under Table 8.1 item (2). Unlike undercut or porosity which have dimensional limits, incomplete fusion is always a rejectable Fehler regardless of size or extent.

Häufige Ursachen: unzureichende Streckenenergie, falscher Elektrodenwinkel, der den Lichtbogen auf abgelagertes Metall statt auf die Nahtfläche lenkt, Oxid- oder Walzzunder auf den Nahtflächen. Vorbeugung: ausreichende Stromstärke für die Plattendicke sicherstellen, den Lichtbogen in die Nahtwurzel lenken, Oberflächen bis zum blanken Metall reinigen.

For root cause analysis, see the incomplete fusion guide.

Schweißrisse

Risse sind der schwerwiegendste Schweißfehler. Tabelle 8.1 Punkt (1) weist eine absolute Nulltoleranz zu — jeder Riss ist inakzeptabel, unabhängig von Größe, Lage oder Belastungsbedingung. Dies umfasst Heißrisse (Erstarrungsrisse), Kaltrisse (wasserstoffinduzierte Risse), Endkraterrisse und Lamellenrisse. Eine Reparaturschweißung gemäß Abschnitt 7.25 ist bei Entdeckung zwingend erforderlich.

Häufige Ursachen: Wasserstoffinduzierte Risse durch unzureichende Vorwärmung oder feuchte Elektroden, hohe Eigenspannungen, schnelle Abkühlung. Vorbeugung: Vorwärmanforderungen gemäß Tabelle 5.11 befolgen, Niedrigwasserstoff-Elektroden (E7018) verwenden, Zwischenlagentemperatur kontrollieren.

Für alle 6 Rissarten und Präventionsstrategien siehe den Leitfaden zu Schweißrissen.

Schlackeneinschluss

Schlackeneinschlüsse sind nichtmetallische Feststoffe, die im Schweißgut oder zwischen der Schweißnaht und dem Grundwerkstoff eingeschlossen sind. Gemäß Tabelle 8.1 werden Schlackeneinschlüsse in Stumpfnähten mittels Durchstrahlungsprüfung anhand der Zulässigkeitskriterien in Abschnitt 8.12 bewertet. Bei Kehlnähten überschreitet langgestreckte, an der Oberfläche sichtbare Schlacke typischerweise die Profilanforderungen von Tabelle 8.1 Punkt (4).

Häufige Ursachen: Versäumnis, Schlacke zwischen den Lagen zu entfernen, ungeeignete Nahtausführung, die den Zugang einschränkt, zu kleiner Öffnungswinkel. Vorbeugung: Jede Lage gründlich reinigen, bevor die nächste aufgetragen wird, sicherstellen, dass der Öffnungswinkel ausreichenden Zugang bietet (Minimum 60 Grad für V-Naht), Schleifen oder Meißeln zwischen den Lagen bei Mehrlagenschweißnähten verwenden.

Überlappung (Kalte Überlappung)

Überlappung tritt auf, wenn Schweißgut auf die Oberfläche des Grundwerkstoffs fließt, ohne sich mit diesem zu verschmelzen — wodurch eine Kerbe am Nahtübergang entsteht. Tabelle 8.1 Punkt (4) behandelt Schweißprofile und erfordert glatte Übergänge an den Nahtübergängen. Überlappung erzeugt eine Spannungskonzentration, die unter zyklischer Belastung besonders gefährlich ist, da die nicht verschmolzene Kante als Rissinitiierungspunkt wirkt.

Häufige Ursachen: übermäßige Schweißbadgröße, zu langsame Schweißgeschwindigkeit, falscher Elektrodenwinkel bei vertikal steigenden Schweißnähten. Vorbeugung: Drahtvorschubgeschwindigkeit oder Stromstärke reduzieren, Schweißgeschwindigkeit erhöhen, korrekten Arbeitswinkel beibehalten.

„Die Sichtprüfung ist die erste und wichtigste Qualitätskontrolle beim Konstruktionsschweißen. Jede Produktionsschweißnaht muss die visuellen Abnahmekriterien der Tabelle 8.1 erfüllen, bevor weitere ZfP durchgeführt wird.“

— Widely cited in CWI training programs, reflecting D1.1:2025 Clause 8.9 and Table 8.1

Die Identifizierung von Schweißfehlern bei der Sichtprüfung läuft auf vier diagnostische Fragen hinaus: Ist er oberflächenbrechend, wie ist seine Ausrichtung relativ zur Schweißrichtung, wie ist seine Länge und ist er linear oder volumetrisch. Risse sind oberflächenbrechend, entlang der Korngrenzen ausgerichtet, linear und gemäß AWS D1.1:2025 §8.9 unter allen Lastbedingungen inakzeptabel. Die meisten anderen Fehler haben Akzeptanzgrenzen, die von der Lastbedingung und der Prüfmethode abhängen.

— CWI defect identification practice, 2026