Table 8.1 Item (8) · Piping PorosityWeld Porosität — D1.1:2025 Zulässigkeitskriterien & Causes
What are the D1.1 Abnahme Grenzwerte for porosity? Per Table 8.1 Item (8), CJP groove welds in butt joints transverse to tensile stress allow zero visible piping porosity. Fillet welds permit up to 3/8 in per linear inch. Short Schweiß limits changed in 2025 to a length-proportional formula.
Per AWS D1.1:2025
Table 8.1Item (8): “For CJP groove welds in butt joints transverse to the direction of computed tensile stress, the weld shall have no piping porosity.”
Table 8.1 Item (8) — Piping Porosity Limits
Item (8) is the most conditional acceptance criterion in Table 8.1. The limits depend on: (A) statically or (B/C) cyclically geladen, the Nahtart (CJP groove Stumpfstoß vs. fillet vs. other groove), and whether the weld is transverse to computed tensile stress.
| Condition | Loading | Limit |
|---|---|---|
| CJP Stumpfnaht, butt joint, transverse to tensile stress | Static (A) | No visible piping porosity |
| Fillet welds & other groove welds (Norm) | Static (A) | Sum of pore diameters ≥1/32 in: ≤3/8 in per linear inch |
| Fillet & other groove welds, ≥12 in length | Static (A) | ≤3/4 in per any 12 in of weld length |
| Fillet & other groove welds, <12 in length | Static (A) | Sum of pore diameters ≤ Schweißnahtlänge × 0.06 |
| Fillet welds (general) | Cyclic (B) | Max 1 pore per 4 in of length; max diameter 3/32 in |
| Fillet welds connecting stiffeners to webs | Cyclic (B) | Sum ≥1/32 in dia: ≤3/8 in per linear inch; ≤3/4 in per 12 in; <12 in: ≤length × 0.06 |
| CJP groove weld, butt joint, transverse to tensile stress | Cyclic (C) | No piping porosity |
| All other groove welds | Cyclic (C) | Max 1 pore per 4 in of length; max diameter 3/32 in |
Warum durchgeschweißte Stumpfnähte unter Zug keine Toleranz haben
Eine durchgeschweißte Stumpfnaht in einem Stumpfstoß quer zur Zugspannung ist die am stärksten beanspruchte Schweißkonfiguration im Baustahl. Die volle Last wird im 90-Grad-Winkel durch den Schweißnahtquerschnitt geleitet. Eine Pore an dieser Stelle ist ein Hohlraum im Lastpfad — sie reduziert die rechnerische Nahtdicke und erzeugt unter zyklischer Belastung eine Spannungskonzentration, die Ermüdungsrisse initiiert.
Die Null-Toleranz-Regel ist nicht nur konservativ — sie spiegelt die strukturelle Funktion wider. Eine Kehlnaht ist ein Verbindungselement; eine durchgeschweißte Stumpfnaht unter Zug ist das Strukturelement an diesem Querschnitt. Jedes Materialdefizit ist von Bedeutung.
Die Kurznahtformel für Porosität
Für statisch geladene Verbindungen an Schweißnähten mit einer Länge von weniger als 12 Zoll verwendet der Porositätsgrenzwert eine proportionale Formel: Die Summe aller sichtbaren Porennesterdurchmesser (von Poren mit 1/32 Zoll oder größer) darf die Schweißnahtlänge multipliziert mit 0,06 nicht überschreiten.
Beispiel: Eine 6-Zoll-Kehlnaht darf eine maximale Gesamtporendurchmessersumme von 6 × 0,06 = 0,36 Zoll aufweisen. Der Prüfer misst jede sichtbare Pore von 1/32 Zoll oder größer und summiert die Durchmesser. Drei Poren von jeweils 1/16 Zoll = insgesamt 3/16 Zoll — weit innerhalb des 0,36-Zoll-Limits. Sechs Poren von jeweils 3/32 Zoll = 18/32 = insgesamt 9/16 Zoll — über dem Limit.
Was verursacht Schweißporosität
Feuchtigkeit und Wasserstoff. Wasser in Elektrodenbeschichtungen, auf der Grundwerkstoffoberfläche (Kondensation, Regen, Tau) oder im Schutzgas führt Wasserstoff in das Schweißbad ein. Während das Schweißgut erstarrt, versucht der Wasserstoff als Gasblasen zu entweichen. Diejenigen, die nicht entweichen, werden zu Poren. Die Verwendung von Niedrigwasserstoff-Elektroden, die gemäß den Herstelleranforderungen gelagert werden (E7018 in einem Stabofen bei 250–300°F gehalten), ist die primäre Kontrolle.
Oberflächenverunreinigung. Öl, Fett, Farbe und dicke Walzhaut auf der Grundwerkstoffoberfläche oder Elektrode zersetzen sich im Lichtbogen und erzeugen Gas. Die Reinigung des Nahtbereichs gemäß D1.1 Abschnitt 7.14 vor dem Schweißen entfernt diese Quellen.
Störung des Schutzgases. Bei GMAW und FCAW-G bläst Wind oder Zugluft die Schutzgashülle weg, wodurch atmosphärischer Stickstoff und Sauerstoff in das Schweißbad gelangen können. Abhilfe schaffen Windschutzscheiben in Außenarbeitsbereichen und die Überprüfung des Düsenabstands zum Werkstück sowie des Gasdurchflusses (typischerweise 35–50 CFH für GMAW). Eine verstopfte Düse mit starker Schweißspritzerbildung reduziert die effektive Gasabdeckung auf nahezu Null.
Verunreinigtes Schutzgas. Feuchtigkeit in der Gasversorgungsleitung (insbesondere nach langen Stillstandszeiten), falsche Gasmischung oder eine falsche Reglereinstellung können Verunreinigungen einführen. Das Spülen der Leitung vor dem Produktionsschweißen an kritischen Nähten ist eine gute Praxis.
Many porosity issues trace back to incorrect WPS requirements — particularly Schweißgeschwindigkeit, Gasdurchfluss, and Elektrode stickout settings that fall outside the validated parameter range.
Prüfer-Szenario: Sie prüfen eine 20-Zoll-durchgeschweißte Stumpfnaht, die zwei Trägerflansche verbindet. Die Naht liegt quer zur primären Zugspannung im Unterflansch eines zyklisch geladenen Trägers. Die Sichtprüfung (VT) zeigt drei kleine Poren entlang der Nahtoberseite, jede etwa 1/16 Zoll im Durchmesser. Gemäß D1.1:2025 Tabelle 8.1 Punkt (8)(C)(1): Durchgeschweißte Stumpfnähte in Stumpfstößen quer zur Zugspannung an zyklisch geladenen Verbindungen dürfen keine Porennester aufweisen. Alle drei Poren sind unzulässige Fehler. Die Schweißnaht erfordert eine Reparaturschweißung gemäß Abschnitt 7.25 vor der Abnahme.
Häufig gestellte Fragen
Es hängt von der Verbindung und der Belastung ab. Für durchgeschweißte Stumpfnähte in Stumpfstößen quer zur Richtung der berechneten Zugspannung besagt D1.1:2025 Tabelle 8.1 Punkt (8)(A)(1), dass die Schweißnaht keine sichtbaren Porennester aufweisen darf — Null-Toleranz für statisch geladene Verbindungen. Für zyklisch geladene Verbindungen gilt Punkt (8)(C)(1) dieselbe Null-Porositäts-Regel für durchgeschweißte Stumpfnähte in Stumpfstößen quer zur Zugspannung. Kehlnähte und andere Stumpfnähte, die nicht in dieser Kategorie sind, haben quantitative Grenzwerte basierend auf Porendurchmesser, Häufigkeit und Schweißnahtlänge.
Für statisch geladene Verbindungen begrenzt D1.1:2025 Tabelle 8.1 Punkt (8)(A)(2) sichtbare Porennester in Kehlnähten und Stumpfnähten (außer durchgeschweißten Stumpfstößen unter Zug) wie folgt: Die Summe der sichtbaren Porennester mit einem Durchmesser von 1/32 Zoll oder größer darf 3/8 Zoll in jedem linearen Zoll der Schweißnaht nicht überschreiten. Bei Schweißnähten von 12 Zoll oder länger darf die Summe 3/4 Zoll in jeder 12-Zoll-Länge nicht überschreiten. Bei Schweißnähten von weniger als 12 Zoll darf die Summe die Schweißnahtlänge multipliziert mit 0,06 nicht überschreiten.
Porosität wird durch Gas verursacht, das im erstarrenden Schweißgut eingeschlossen ist. Die drei Hauptquellen für Gas sind: Feuchtigkeit (Wasserstoff aus Wasser in Elektrodenbeschichtungen, Kondensation auf der Grundwerkstoffoberfläche oder Schutzgas), Verunreinigungen (Öl, Farbe, Walzhaut oder organisches Material auf der Grundwerkstoffoberfläche oder Elektrode) und Störung des Schutzgases (Wind, der die Gasabdeckung wegbläst, übermäßige Schweißspritzer, die die Düse blockieren, oder unzureichender Gasdurchfluss). Die Verwendung von Niedrigwasserstoff-Elektroden, ordnungsgemäß getrocknet und gelagert; die Reinigung des Grundwerkstoffs vor dem Schweißen; und die Aufrechterhaltung einer ausreichenden Schutzgasabdeckung sind die primären Präventionsmaßnahmen.
Gemäß D1.1:2025 Abschnitt 7.25.1.3 muss Porosität, die die Zulässigkeitskriterien von Tabelle 8.1 überschreitet, entfernt und nachgeschweißt werden. Entfernungsmethoden umfassen Schleifen, Fugenhobeln oder Meißeln bis zum gesunden Metall. Die Reparaturschweißung muss alle Anforderungen der ursprünglichen WPS erfüllen, einschließlich Vorwärmung und Zwischenlagentemperatur. Poröse Bereiche müssen vollständig entfernt werden — die Reparaturschweißung erstreckt sich, bis keine sichtbare Porosität mehr in der vorbereiteten Kavität vorhanden ist. Nach der Reparaturschweißung unterliegt die Schweißnaht denselben Prüfanforderungen wie die ursprüngliche Schweißnaht.