Unterschneidungsschweißen erklärt

Wenn Sie sich fragen, was Unterschneidungsschweißen ist, lautet die kurze Antwort einfach: Es handelt sich um einen Schweißfehler, bei dem das Grundmaterial am Rand der Schweißnaht aufgeschmolzen und nicht wieder mit Schweißmetall aufgefüllt wird. Dadurch entsteht eine schmale Nut neben der Naht oder am Schweißnahtgrund.

Was ist Unterschneidungsschweißen?

Unterschneidung ist eine Nut, die in das Grundmaterial am Schweißnahtfuß oder am Schweißnahtgrund eingeschmolzen und durch Schweißmetall nicht wieder ausgefüllt wurde.

In der Praxis bedeutet dies, dass die Schweißnaht nicht nahtlos in das umgebende Metall übergeht. Statt eines gleichmäßigen Übergangs entsteht eine vertiefte Rinne. Dieser Fehler kann bei Kehlnähten, Stumpfnähten und vielen gängigen Schweißverfahren auftreten. Wenn daher Personen fragen was ist Unterschneidung beim Schweißen oder was ist eine Unterschneidung beim Schweißen, beziehen sie sich auf ein Formproblem am Schweißnahtrand – nicht nur auf eine unansehnliche Naht.

Definition von Schweißnahtunterschneidung in einfachen Worten

Stellen Sie sich dies als eine kleine Rinne entlang der Schweißnaht vor. Der Lichtbogen schmilzt die Kante der Füge, doch das Zusatzmaterial füllt diesen geschmolzenen Bereich nicht vollständig wieder auf, bevor die Schmelzpfütze erstarrt. Das Ergebnis ist weniger Material dort, wo ein glatter, tragfähiger Übergang gewünscht ist.

Suchen Sie bei einer fertigen Schweißnaht nach folgenden optischen Anzeichen:

• Eine schmale Nut, die entlang einer oder beider Schweißnahtfüße verläuft
• Eine sichtbare Vertiefung neben der Schweißnahtwulst statt innerhalb der Wulst selbst
• Scharfe Kanten dort, wo die Schweißnaht nahtlos in das Grundmaterial übergehen sollte
• Eine durchgehende oder unterbrochene eingetiefte Linie an der Nahtwurzel bei sichtbaren Verbindungen
• Eine Seite der Schweißnaht wirkt stärker weggeschwemmt als die andere

Warum Untermaß bei der Schweißtechnik wichtig ist

Unterschnitt ist unerwünscht, da er die Grundmetallstärke an der Nut verringert und eine kerbenähnliche Form erzeugt. Fachliteratur und Schweißlehrbücher weisen darauf hin, dass diese Art von Form die Ermüdungsfestigkeit und das Schlagzähigkeitsverhalten beeinträchtigen kann, insbesondere bei Verbindungen, die wiederholten Lastwechseln oder Vibrationen ausgesetzt sind. Sie kann zudem Feuchtigkeit oder Schmutz festhalten, was sich negativ auf die Korrosionsbeständigkeit im Einsatz auswirkt.

Deshalb ist Unterschnitt mehr als nur ein kosmetischer Fehler. Eine kleine Nut kann zunächst lediglich als Oberflächendetail erscheinen, entwickelt sich jedoch zu einem Problem hinsichtlich Festigkeit und Dauerhaftigkeit. Die entscheidende Frage lautet daher nicht nur, wie sie aussieht, sondern vielmehr, wie diese Nut überhaupt im Schweißbad entsteht.

Wie Unterschnitt im Schweißbad entsteht

Die Nut entsteht nicht zufällig. Sie bildet sich, wenn Wärme, Lichtbogenkraft und zusatzwerkstoffauftrag aus dem Gleichgewicht geraten . Der Schweißnahtrand schmilzt zuerst, doch die Schmelzpfütze füllt diesen Rand nicht vollständig wieder auf, bevor er erstarrt. Genau so wird eine entlang der Schweißnaht geschmolzene Nut zu einem dauerhaften Fehler statt zu einer vorübergehenden Schmelzpfützenform.

Wie eine Kerbe entlang der Schweißnaht entsteht

Stellen Sie sich die Schweißpfütze als eine sich bewegende flüssige Brücke zwischen der Naht und dem Grundwerkstoff vor. Für ein solides Profil muss der geschmolzene Zusatzwerkstoff an den Nahtkanten („toes“) benetzen und das Metall wiederherstellen, das der Lichtbogen gerade aufgeschmolzen hat. Eine Kerbe (Undercut) entsteht, wenn das Aufschmelzen das Auffüllen übertrifft. Praktische Ursachen, die in einem schweißleitfaden und einer technischen Bewertung beschrieben werden, umfassen eine zu hohe Wärmeeinbringung, eine zu hohe Vorschubgeschwindigkeit, eine zu lange Lichtbogenlänge, eine starke Lichtbogenkraft, einen ungünstigen Brenner- oder Elektrodenwinkel sowie eine unzureichende Benetzung an den Nahtkanten.

• Der Lichtbogen schmilzt den Grundwerkstoff am Fügekantenrand auf.
• Hohe Wärme oder Lichtbogendruck drängen die geschmolzene Pfütze von dieser Kante weg.
• Die Vorschubgeschwindigkeit ist zu hoch oder der Lichtbogen ist ungünstig ausgerichtet, sodass der Zusatzwerkstoff nicht in die Nahtkante einfließt.
• Die aufgeschmolzene Kante bleibt niedrig, während sich die Nahtmitte aufbaut oder weiterwandert.
• Die Pfütze erstarrt und hinterlässt eine schmale, eingetiefte Kerbe.

Eine Kerbe ist ein Problem der Geometriesteuerung und Randverschmelzung – nicht nur ein kosmetischer Mangel.

Warum Untermaßschweißungen bei der Schweißung eine Spannungskonzentration verursachen

Diese vertiefte Nut wirkt wie eine Kerbe. Statt eines glatten Übergangs von der Schweißnaht zum Grundwerkstoff fließt die Last über einen schärferen Pfad. Ingenieure bezeichnen dies als spannungskonzentration oder Spannungsrisser. Die Nut verringert zudem die effektive Querschnittsdicke, sodass die Verbindung an genau jener Stelle weniger Material aufweist, an der die Spannung ohnehin tendenziell ihr Maximum erreicht.

Im zyklischen Betrieb steigt das Risiko rasch an. Eine veröffentlichte ermüdungsuntersuchung vermerkt, dass Ermüdungsrisse meist von lokalen Schweißfehlern wie Untermaßschweißungen ausgehen. Dies erklärt, warum eine kleine Oberflächennut weit größere Bedeutung besitzen kann, als es auf den ersten Blick erscheint – insbesondere bei wiederholter Belastung, Vibration oder korrosiver Einwirkung.

Vergleich zwischen Fuß- und Wurzeluntermaßschweißung

Die Fußuntermaßschweißung entsteht dort, wo die Schweißnaht auf das Grundmetall trifft. Sie ist die häufigste Form und in der Regel am leichtesten zu erkennen. Die Wurzeluntermaßschweißung bildet sich an der Schweißnahtwurzel, oft innerhalb der Verbindung, und ist daher möglicherweise verborgen, sofern die Wurzel nicht sichtbar ist oder gezielt begutachtet wird.

• Standort: Die Kerbe am Schweißnahtfuß befindet sich in einer ermüdungsempfindlichen Zone. Die Wurzelkerbe verringert den Querschnitt an der Innenseite der Verbindung.
• Schweißposition: Senkrechtes und überkopfiges Arbeiten erschweren die Kontrolle des Schweißbads, da die Schwerkraft beeinflusst, wie die geschmolzene Metallschmelze hängt und fließt.
• Betriebsbelastung: Wiederholte Biegung oder Vibration verstärken die Kerbwirkung stärker als eine einfache statische Belastung.

Der schwierige Teil ist visuell: Eine Linie neben der Naht kann tatsächlich eine Kerbe sein, könnte aber auch eine Unterauffüllung, eine unzureichende Übergangsform oder einen anderen optisch ähnlichen Fehler mit anderer Ursache darstellen.

Korrekte Erkennung einer Kerbe an einer Schweißnaht

Eine Linie neben der Naht ist nicht automatisch eine Kerbe. Richtig kerbe an einer Schweißnaht ist eine eingetiefte Nut im Grundwerkstoff am Schweißnahtfuß oder gelegentlich an einer sichtbaren Wurzel. Mehrere Schweißfehler können auf den ersten Blick diesen Eindruck erwecken, doch ihre Form, Lage und ihr Muster unterscheiden sich, sobald man genauer hinsieht und sie sorgfältig begutachtet.

So erkennen Sie eine Kerbe an einer Schweißnaht

Beginnen Sie mit zwei einfachen Fragen: Befindet sich die Vertiefung im Grundwerkstoff neben der Naht oder im Schweißgut selbst? Und verläuft sie entlang der Naht oder ist sie auf einen kurzen Bereich beschränkt, beispielsweise die Endstelle? Eine Unterausrundung ist üblicherweise schmal und linear. Sie folgt häufig der Nahtkante in einer durchgehenden oder unterbrochenen Linie, während viele ähnliche Fehler breiter, rundlicher oder ausschließlich auf die Schweißnahtoberfläche beschränkt sind.

• Reinigen Sie die Schweißnaht und verwenden Sie eine helle Beleuchtung von der Vorderseite.
• Verfolgen Sie jede Nahtkante von Anfang bis Ende.
• Prüfen Sie, ob die Vertiefung im Grundwerkstoff oder im Schweißgut liegt.
• Beachten Sie, ob die Markierung linear, rund oder ausschließlich am Nahtende auftritt.
• Suchen Sie vor der Beurteilung als Unterausrundung nach aufgerolltem Metall, Nadellöchern oder einer nicht verschmolzenen Kante.

Unterausrundung bei Schweißnähten vs. Unterauffüllung bei Schweißnähten

Die häufigste Verwechslung ist die zwischen Unterausrundung und schweiß-Unterauffüllung . Bei einer Unterausrundung wird Material neben der Naht entfernt. Bei einer Unterauffüllung handelt es sich um eine Vertiefung in der Schweißnahtoberfläche, bei der das abgesetzte Metall unterhalb der angrenzende Grundmetall-Oberfläche einfach ausgedrückt ist eine Unteraushöhlung eine fehlende Kante. Eine Unterfüllung ist eine niedrige Naht. Eine Überlappung ist wiederum etwas anderes, da überschüssiges Metall ohne ausreichende Verschmelzung auf die Grundmetall-Oberfläche rollt und somit Metall an der Nahtfußkante hinzufügt, anstatt eine Nut in sie einzuschneiden.

Lunker in Schweißnähten und ähnliche Erscheinungsbilder

Lunker in Schweißnähten erscheinen üblicherweise als kleine, runde Oberflächenlunker, die auf eine porositätsbedingte Gaseinschlusssituation zurückzuführen sind, nicht als lange Nut entlang des Nahtfußes. Mangelnde Verschmelzung kann wie eine dunkle Linie am Rand aussehen, doch liegt das eigentliche Problem dort in der Verbindung – nicht im abgetragenen Metall. Eine kraterbedingte Nut befindet sich am Ende der Schweißnaht, nicht entlang ihrer Länge. Eine unzureichende Anpassung des Nahtfußes kann weiterhin rau oder scharf wirken; ist jedoch keine echte vertiefte Nut im angrenzenden Grundwerkstoff vorhanden, handelt es sich nicht um Untergrundkorrosion (Undercut).

Diese Unterscheidung spart Zeit. Das Schweißnahtprofil weist bereits darauf hin, wo als Nächstes zu suchen ist. Ein abgetragener Nahtfuß, eine niedrige Nahtoberfläche oder eine abgerundete Kante deuten jeweils auf ein anderes Problem im Bereich der Einstellung oder der Schweißtechnik hin.

Ursachen für Unterausrundung beim Schweißen

Eine korrekte Diagnose spart Zeit. Eine Kerbe am Nahtfuß mag einfach erscheinen, doch dieser Schweißfehler – die Unterausrundung – folgt in der Regel einer kleinen Gruppe wiederholbarer Ursachen. Praktische Hinweise von WeldGuru , UNIMIG und BLV Engineering weisen auf dasselbe Muster hin: Die Fügekante schmilzt schneller, als die Schmelzpfütze sie wieder auffüllt. Für Schweißer ist der intelligenteste Weg zur Fehlersuche nicht eine lange, zufällige Liste, sondern eine Priorisierung, die sich an Aufbau, Technik, Zusatzwerkstoffen und Prüfung orientiert.

Häufigste Ursachen für Unterausrundung beim Schweißen

Wenn Sie fragen ursachen für Unterausrundung beim Schweißen , beginnen Sie mit der Form des Fehlers. Das Profil verrät Ihnen oft als Erstes, wo Sie suchen müssen.

• Breite, flache Kerbe auf beiden Seiten: Die Wärmezufuhr ist häufig zu hoch. Mögliche Ursachen sind zu hoher Strom oder zu hohe Spannung. Nächste Maßnahme: Verringern Sie die Wärmezufuhr leicht und führen Sie einen erneuten Test durch.
• Unterausrundung nur auf einer Seite: Der Lichtbogen begünstigt wahrscheinlich ein Schenkell der Verbindung. Nächste Maßnahme: Korrigieren Sie den Werkstückwinkel und zentrieren Sie den Lichtbogen neu.
• Dünne, wellenförmige Naht mit „ausgewaschenen“ Nähten: Die Reisegeschwindigkeit ist oft zu hoch oder die Lichtbogenlänge zu lang. Nächste Maßnahme: Geschwindigkeit reduzieren und Lichtbogen verkürzen.
• Unregelmäßiger Randabbrand mit schlechtem Übergang: Die Vorbereitung der Fügeverbindung, die Abschirmung oder die Wahl des Zusatzwerkstoffs beeinträchtigen möglicherweise die Benetzung. Nächste Maßnahme: Montagegenauigkeit, Sauberkeit und Verbrauchsmaterialien überprüfen.

Viele Werkstattnotizen enden bei „Schweißfehler: Randabbrand“. Damit wird lediglich das Ergebnis benannt, nicht die Ursache. Die eigentliche Lösung ergibt sich erst, wenn das Problem korrekt zugeordnet wird.

Einstellungsbedingte Ursachen für Schweißrandabbrand

Einstellungsprobleme treten meist am häufigsten wieder auf und lassen sich am schnellsten verifizieren.

• Maschineneinstellungen: Hoher Strom und – falls zutreffend – eine zu hohe Spannung schmelzen das Grundmaterial stark auf und führen zu tiefen Nahträndern.
• Fügeverbindungsaufbau: Schlechte Montagegenauigkeit sowie verschmutzte oder unzureichend vorbereitete Kanten stören die Verschmelzung und die Benetzung der Schmelzpfütze.
• Einflussfaktoren durch Verbrauchsmaterialien: Die falsche Elektrode oder der falsche Drahttyp, die falsche Größe oder ein Zusatzwerkstoff, der nicht zum Grundwerkstoff passt, können die Abscheidung und die Füllung der Nahtkanten beeinträchtigen.
• Schutzgasprobleme: Unzureichendes oder falsches Schutzgas kann das Verhalten der Schmelzpfütze verändern und Unterschneidungen wahrscheinlicher machen.

Die Lage macht all dies weniger tolerierbar. Wenn Sie sich fragen was zu Unterschneidungen an einer 3F-T-Verbindung führen kann , gelten dieselben Einflussfaktoren – doch das senkrechte Schweißen verstärkt sie. Eine leicht zu heiße Einstellung oder ein leicht exzentrischer Lichtbogen können rasch dazu führen, dass eine Nahtkante stärker eingeschnitten wird als die andere.

Technikfehler, die zu Schweißfehlern in Form von Unterschneidungen führen

Die Handführung bestimmt, ob das geschmolzene Metall tatsächlich die Kante füllt, die Sie gerade aufgeschmolzen haben.

• Hohe Vorlaufgeschwindigkeit: Die Schmelzpfütze erstarrt, bevor sie in die Nahtkanten fließen kann.
• Lange Lichtbogenlänge: Die Wärme verteilt sich ungleichmäßiger und die Kontrolle nimmt ab, was zu einer ausgewaschenen Naht führen kann.
• Falscher Werkstück- oder Vorlaufwinkel: Eine Seite überhitzt, während die andere Seite unzureichend aufgefüllt wird.
• Zu schnelles Schweißen mit seitlichem Pendeln: Besonders bei senkrechtem Schweißen führt das Unterlassen einer Pause an den Seitenwänden dazu, dass die Nahtmitte voll und die Nahtenden („Toes“) leer bleiben.

Auch Prüffaktoren sind entscheidend. Sie verursachen in der Regel keine Unterkante, können jedoch das eigentliche Muster verdecken und zu einer falschen Fehlerbehebung führen. Eine verschmutzte Schweißnaht, eingeschränkte Sicht auf einen Nahtende („Toe“) oder das Unterlassen eines Vergleichs beider Seiten können ein Winkelproblem wie ein Wärmeproblem erscheinen lassen.

1. Reinigen Sie die Schweißnaht und prüfen Sie beide Nahtenden („Toes“) sorgfältig.
2. Prüfen Sie, ob die Vertiefung auf einer oder auf beiden Seiten auftritt.
3. Wenn die Naht breit und durchgehend ist, reduzieren Sie zunächst die Wärmeeintragung.
4. Wenn die Naht dünn oder ausgewaschen aussieht, verkürzen Sie den Lichtbogen und verlangsamen Sie die Vorlaufgeschwindigkeit leicht.
5. Wenn eine Seite stärker beeinträchtigt ist, korrigieren Sie den Werkstückwinkel und die Position des Lichtbogens.
6. Überprüfen Sie anschließend die Fülldrahtgröße, die Kompatibilität des Zusatzwerkstoffs, die Schutzgasabdeckung sowie die Fügepassung.

Diese Reihenfolge beginnt mit den schnellsten Prüfungen und vermeidet es, gleichzeitig fünf Variablen zu ändern. Das Muster bleibt bei allen Schweißverfahren vertraut, obwohl die erste Anpassung beim MIG-Schweißen nicht immer dieselbe ist, die beim WIG-, Elektroden- oder FCAW-Schweißen zur Behebung führt.

Unterschnitt beim Schweißen nach Verfahren

Derselbe Fugenschliff verhält sich in jedem Lichtbogenverfahren nicht identisch. Unter den Schweißfehlern ist der Unterschnitt besonders verfahrensempfindlich, da jedes Verfahren Wärme, Lichtbogenkraft und Zusatzwerkstoffzufuhr unterschiedlich steuert. Hinweise in einer technischen Bewertung, einem FCAW-Leitfaden und einer SAW-Anmerkung weisen alle auf dieselbe Erkenntnis hin: Korrigieren Sie zunächst die dominierende Variable für das jeweilige Verfahren – nicht fünf Einstellungen gleichzeitig.

Fehlersuche bei Unterschnitt beim MIG- und FCAW-Schweißen

Beim MIG-Schweißen sieht das Unterlaufschweißmuster oft wie ein Auslaufen am Fuß des Schweißbads aus, neben einer Naht, die etwas zu heiß oder zu schnell geführt wurde. Häufige Ursachen sind eine hohe Lichtbogenenergie, eine hohe Vorschubgeschwindigkeit und ein zu langer Lichtbogen, der eine gute Benetzung des Nahtfußes verhindert. Ist nur eine Seite stärker betroffen, könnte der Werkstückwinkel diese Kante begünstigen. Die erste Korrekturmaßnahme ist in der Regel einfach: Verringern Sie leicht die Vorschubgeschwindigkeit oder reduzieren Sie die Wärmezufuhr so weit, dass das geschmolzene Metall den Nahtfuß wieder auffüllen kann; überprüfen Sie anschließend die Lichtbogenlänge und den Pistolenwinkel.

Flusskern-Draht kann eine ähnliche Rille erzeugen, doch beim FCAW-Schweißen wird die Unterlaufbildung häufig deutlicher bei Kehlnähten, außerhalb der Schweißposition und bei Schweißnähten mit Pendelbewegung. Die FCAW-Richtlinien betonen die richtige Strom- und Spannungseinstellung, den geeigneten Pistolenwinkel sowie eine Vorschubgeschwindigkeit, die es dem Schweißgut ermöglicht, den ausgebrannten Bereich vollständig aufzufüllen. Bei Pendelbewegung sollten Sie an jeder Seite der Naht kurz verweilen. Diese kurze Verweilzeit ist oft die erste Abhilfemaßnahme, wenn die Nahtmitte voll aussieht, die Nahtfüße jedoch ausgebrannt wirken.

TIG- und Elektrodenschweiß-Reaktionen auf den Unterlauf-Schweißfehler

TIG erzeugt üblicherweise einen sauber aussehenden Unterwölbungsfehler bei der Schweißnaht. Die Nut ist oft schmal und scharfkantig, da der Lichtbogen konzentriert ist und der Zusatzwerkstoff separat zugeführt wird. Die häufigsten Ursachen sind eine zu hohe Wärmeeinbringung, eine zu lange Lichtbogenlänge sowie eine zu späte oder unzureichende Zusatzwerkstoffzufuhr. Versuchen Sie zunächst, die Wärmeeinbringung zu verringern, und führen Sie den Zusatzwerkstoff früher an die schmelzende Kante heran.

Bei der Stabelektrodenschweißung tritt die Unterwölbung typischerweise neben einer gewölbten Naht oder entlang eines Schenkels einer Kehlnaht auf. Häufige Ursachen sind ein zu hoher Strom und eine unzureichende Elektrodenführung. In der Praxis besteht die erste Korrekturmaßnahme darin, den Strom innerhalb des zugelassenen Bereichs zu senken und den Elektrodenwinkel sowie die Vorlaufgeschwindigkeit zu stabilisieren. Falls die Naht geschwungen wird, sollten Sie die Seitenwände nicht zu schnell überfahren.

Das Unterpulverschweißen erfordert besondere Vorsicht. Bei der Hochgeschwindigkeits-Nahtfertigung beschreibt die SAW-Referenz einseitiges und beidseitiges kontinuierliches Einschmelzen an der Nahtkante. Hier beginnt das Problem möglicherweise gar nicht mit der Handtechnik. Plötzliche Änderungen der Drahtzuführung an einer Drahtverbindung, abrupte Strom- oder Spannungsschwankungen, kurzzeitige Kurzschlüsse durch Grat oder Metallpartikel in der Schweißflussmittelmasse sowie eine instabile Bandkante oder eine ungleichmäßige Profilierung können alle dazu führen. Erste Korrekturmaßnahme: Überprüfen Sie vor der Untersuchung weiterer Variablen die Konsistenz der Drahtzuführung, die Stabilität der Energieversorgung und die Qualität der Bandkante.

Verfahrensspezifische Korrekturen für das Einschmelzen an der Nahtkante

1. Wählen Sie ein sichtbares Symptom in einem Prozess aus.
2. Passen Sie zunächst die wahrscheinlichste prozessspezifische Variable an.
3. Führen Sie eine kurze Testschweißung durch.
4. Überprüfen Sie beide Nahtfüße, bevor Sie sonst etwas ändern.
5. Wenn sich die Kerbe verbessert, fixieren Sie diese Änderung und testen Sie die nächste Variable nur bei Bedarf.
6. Wenn sich nichts ändert, kehren Sie zur ursprünglichen Einstellung zurück und gehen Sie zur nächsten wahrscheinlichen Ursache über.

Diese Methode hält die Fehlersuche übersichtlich und wiederholbar. Eine optisch bessere Naht ist jedoch nicht automatisch eine akzeptable Naht. Die verbleibende Frage lautet, wie tief die Kerbe tatsächlich ist, wo sie liegt und ob die Einsatzbedingungen sie als unbedenklich oder als Ausschusskriterium bewerten. Hierüber entscheidet die Prüfung.

So prüfen Sie Unterschnittschweißnähte

Eine sichtbare Kerbe ist erst der Beginn der Beurteilung. Entscheidend ist danach ihre Lage, ihre Tiefe, ihre Länge sowie die Belastung, der das geschweißte Bauteil im Einsatz standhalten muss. Deshalb übernimmt hier die Prüfung die Bewertung. unterschnittschweißnähte ist mehr als ein kurzer Blick über die Naht hinweg.

So prüfen Sie Unterschnittschweißnähte

Die Sichtprüfung ist die erste Prüfung, da der Unterschnitt eine Oberflächenformstörung ist. ESAB-Sichtprüfung leitfäden weisen darauf hin, dass die visuelle Nachprüfung nach dem Schweißen eine kostengünstige Methode zur Bewertung von Oberflächendiskontinuitäten darstellt und oft bereits dann sinnvoll ist, wenn anschließend weitere zerstörungsfreie Prüfverfahren (ZfP) zum Einsatz kommen.

Reinigen Sie die Schweißnaht zunächst. Prüfen Sie dann jede Nahtkante bei guter Beleuchtung – vorzugsweise mit seitlichem Lichteinfall, damit flache Rillen einen Schatten werfen. Verfolgen Sie die Nahtkante von Anfang bis Ende, statt nur die Mitte der Naht zu überprüfen. Bei Mehrpassarbeiten ist zu beachten, dass Unterschnitt auch an den Kanten der Zwischenlagen auftreten kann.

Bei zyklischer Belastung ist häufig der Zustand der Nahtkante entscheidend, da kleine, kerbenartige Rillen Ausgangspunkte für Ermüdungsrisse werden können.

Wann ein Unterschnitt-Prüfgerät hilfreich ist

Einige Rillen sind offensichtlich. Andere sind so klein, dass Zunder, Spritzer oder eine raue Blechoberfläche das Auge täuschen können. Hier kommt ein unterschnittwerkzeug oder Schweißlehre wird nützlich. Sie ersetzt keine fachliche Beurteilung, hilft aber dabei zu bestätigen, ob der Unterschnitt tatsächlich vorliegt, und bietet eine konsistentere Methode, einen Bereich mit einem anderen zu vergleichen.

Die TWI-Überprüfung weist darauf hin, dass die Messung von Unterschnitt schwierig sein kann, da die Unregelmäßigkeit im Vergleich zu Millzunder, Spritzern und normalen Oberflächenunregelmäßigkeiten sehr klein ist. In der Praxis sind Lehren besonders dann hilfreich, wenn die Nut grenzwertig ist, die Oberfläche uneben ist oder die Akzeptanz dokumentiert werden muss.

Zulässiger und unzulässiger Unterschnitt an der Schweißnaht

Es gibt keine einzige universelle Antwort für jedes unterschnittfehler beim Schweißen . Die Zulässigkeit hängt vom maßgeblichen Regelwerk, dem Grundwerkstoff, der Werkstoffdicke, der Lage der Schweißnaht, der Belastung sowie davon ab, ob die Verbindung bei Wechsellast beansprucht wird. TWI fasst beispielhafte Grenzwerte aus Normen wie BS EN ISO 5817 und AWS D1.1 zusammen; diese stellen jedoch regelwerkspezifische Beispiele dar und keine pauschalen Regeln für jeden Einzelfall.

1. Identifizieren: Stellen Sie sicher, dass es sich bei der Vertiefung tatsächlich um einen Unterschnitt und nicht um Unterfüllung, Überlappung oder Oberflächenpitting handelt.
2. Visuelle Inspektion: Die Schweißnaht reinigen, starke seitliche Beleuchtung verwenden und beide Zehen sowie die sichtbare Wurzel untersuchen.
3. Größe und Ausmaß bestätigen: Bei unklarer Tiefe oder falls eine Dokumentation erforderlich ist, ein Unterfurchungs-Werkzeug oder -Messgerät verwenden.
4. Kontext prüfen: Die zutreffende Zeichnung, den Schweißverfahrensbogen (WPS), die Norm und die Einsatzbedingungen – insbesondere bei Ermüdung oder Schwingung – überprüfen.
5. Bei Bedarf eskalieren: Falls die Rille grenzwertig erscheint, wiederholt auftritt oder sich in einem kritischen Bereich befindet, ist sie zur Entscheidungsfindung an den Prüfer, Konstrukteur oder die Qualitätsabteilung weiterzuleiten.

Dieser letzte Schritt ist entscheidend. Eine flache Rille an einer unkritischen Stelle kann gemäß einer Norm akzeptabel sein, während sie nach einer anderen Norm abgelehnt wird. Sobald diese Entscheidung getroffen ist, ändert sich die praktische Frage von der Prüfung zur Maßnahme: ob die Rille belassen, instandgesetzt oder die Schweißnaht erneut hergestellt werden soll – ohne dabei das gleiche Problem erneut zu verursachen.

Eine Unterfurchung korrekt instandsetzen

Die richtige Schweißnaht einzustellen, ist nur die halbe Miete. Der schwierigere Teil besteht darin zu entscheiden, ob die Naht nachgearbeitet werden kann, wie sie instand gesetzt werden soll und wer diese Entscheidung genehmigen muss. Praktische Empfehlungen von BLV Engineering und UNIMIG stimmen in einem zentralen Punkt überein: Eine bloße Überdeckung des Fehlers ohne Behebung der Ursache führt möglicherweise erneut zu einer Unterschnittnaht.

So wird eine Unterschnittnaht instand gesetzt

Die Reparatur beginnt mit der Bestätigung – nicht mit Vermutungen. Ein echter Unterschnitt liegt vor, wenn Grundwerkstoff an der Nahtkante (Weld Toe) oder -wurzel (Weld Root) fehlt. Da das Material weggeschmolzen wurde, stellt alleiniges Abschleifen die ursprüngliche Wandstärke nicht wieder her. Bei geringfügigen Fällen kann die Korrektur durch Aufbringen einer kontrollierten Reparaturnaht erfolgen. Bei schwerwiegenderen Fällen ist möglicherweise die Entfernung des betroffenen Bereichs und ein erneutes Verschweißen erforderlich – allerdings nur, wenn dieser Ansatz durch das jeweils anzuwendende Verfahren, die geltende Norm oder die zuständige Qualitätsbehörde zugelassen ist. Bei kritischen Arbeiten empfehlen Referenzdokumente, vor der Auswahl der geeigneten Maßnahme den Schweißtechniker, den Vorgesetzten oder den Prüfer zu konsultieren.

1. Reinigen und inspizieren Sie den Bereich, um sicherzustellen, dass die Unstetigkeit tatsächlich eine Unterkante ist.
2. Überprüfen Sie das maßgebliche Verfahren oder leiten Sie bei kritischen, ermüdungsempfindlichen oder grenzwertigen Verbindungen eine Eskalation ein.
3. Bereiten Sie den Bereich gemäß den zulässigen Vorgaben vor, was u. U. die Entfernung von Verunreinigungen, Schlacke oder unzulässigem Schweißmetall umfasst.
4. Schweißen Sie erneut mit korrigierter Technik, sodass die Nut ordnungsgemäß gefüllt und eingebunden wird.
5. Führen Sie die Nachinspektion der Reparatur bei guter Beleuchtung durch und messen Sie sie gegebenenfalls mit einem Prüfmaß aus.

Warum für Schweißunterfüllung und Unterkante unterschiedliche Reparaturmaßnahmen erforderlich sind

Dieser Unterschied ist entscheidend. Schweißunterfüllung ist eine Vertiefung im Schweißmetall selbst. Die Unterkante ist eine Nut im Grundwerkstoff neben der Naht. Die Schweißunterfüllung weist auf eine unzureichende Füllung der Schweißnahtoberfläche hin. Die Unterkante weist auf einen Verlust an Grundwerkstoffkante hin, der nicht wieder aufgefüllt wurde. Ein Reparaturplan, der für den einen Fall geeignet ist, kann beim anderen die eigentliche Ursache übersehen.

Beispielsweise kann das Auftragen einer Naht mit geringer Höhe der Schweißnahtfläche Unterfüllung ausgleichen. Derselbe Ansatz stellt jedoch eine am Grundwerkstoff eingeschnittene Zahnvertiefung nicht wieder her. Eine falsche Klassifizierung ist einer der schnellsten Wege, wiederholten Nacharbeitbedarf zu verursachen.

Vermeidung von erneutem Einschmelzen nach der Nacharbeit

Wenn Sie wissen möchten so verhindern Sie Einschmelzen beim Schweißen gehen Sie nach einer Reparatur zur Ursache des Problems zurück, bevor Sie erneut den Lichtbogen zünden. Die Nacharbeit soll sowohl den vorliegenden Zustand als auch das Verhalten korrigieren, das ihn verursacht hat.

• Füllen Sie die Vertiefung nicht mit derselben heißen, schnellen oder schlecht gewinkelten Technik, die sie verursacht hat.
• Gehen Sie nicht davon aus, dass das Ausschleifen allein fehlendes Material ersetzt.
• Verwechseln Sie Einschmelzen nicht mit Unterfüllung, Überschwingen oder unvollständiger Verschmelzung.
• Führen Sie nach dem Reparaturpass keine erneute Prüfung aus.
• Treffen Sie bei kritischen Bauteilen keine Reparaturentscheidungen außerhalb der genehmigten Spezifikation.

An dieser Stelle wird Prävention wichtiger als ein einzelner Schweißer und eine einzelne Naht. Bei bauteiltechnisch ermüdungsrelevanten Teilen oder bei Serienfertigung spielt eine stabile Prozesskontrolle genauso eine Rolle wie die individuelle Reparaturskill.

Kontrolle von Einbrandstellen bei der Produktion

Wiederholte Nacharbeit an derselben Verbindung deutet in der Regel darauf hin, dass das Problem über die individuelle Technik hinausgereicht hat. Bei bauteilübergreifend schwingungsbeanspruchten Komponenten ist dies besonders kritisch. Xiris weist darauf hin, dass Einbrandstellen Spannungskonzentrationsstellen erzeugen und unter zyklischer Belastung zur Rissinitiierung führen können. In der Produktion hört eine Einbrandstelle bei einer Schweißnaht auf, eine werkstattinterne Definition zu sein, und wird vielmehr zu einer Steuerungsfrage: Kann der Prozess jedes Mal dieselbe Nahtfußform, denselben Wärmehaushalt und dieselbe Auftragsqualität liefern?

Wenn bei der Serienschweißung eine strengere Kontrolle von Einbrandstellen erforderlich ist

Bei hochvolumigen Automobilanwendungen bleibt für Abweichungen praktisch kein Spielraum. JR Automation weist darauf hin, dass ein einzelner Karosseriegrundbau (Body-in-White) etwa 4.000 bis 5.000 Schweißstellen sowie weitere 500 oder mehr Schweißstellen in späteren Fertigungsstufen umfasst. Ein geringfügiger Trend zu Einbrandstellen, multipliziert über diese große Anzahl von Verbindungen, führt rasch zu Sortieraufwand, Ausschuss oder wiederholter Nacharbeit. Eine strengere Kontrolle gewinnt insbesondere dann an Bedeutung, wenn Bauteile Schwingungsbelastungen, Stoßlasten, Maßkettenanforderungen oder Anforderungen an Mischmaterialien unterliegen.

Worauf Sie bei einem Schweißpartner achten sollten

• Wiederholbare robotergestützte oder automatisierte Schweißbewegung, keine starke Abhängigkeit von manueller Nachbearbeitung
• Rückverfolgbarkeit und Prozessüberwachung während des Schweißens zur Gewährleistung einer konsistenten Schweißqualität
• Nachgewiesene Kontrolle von Spannvorrichtungen, Zugänglichkeit der Fügestelle und Teilevarianz
• Inspektionsfähigkeit, die bei Bedarf über reine Sichtprüfungen hinausgeht
• Erfahrung mit den tatsächlich verwendeten Produktionsmetallen, einschließlich Stahl und Aluminium, wo zutreffend
• Ein Automobil-Qualitätssystem nach Industriestandard sowie ein klar definierter Reaktionsweg bei Auftreten von Fehlern
• Kapazität zur Unterstützung sowohl der Prototypen-Validierung als auch der Serienfertigung

Für Automobilhersteller, die externe Dienstleister vergleichen, Shaoyi Metal Technology ist eine relevante Option, um sie anhand dieser Checkliste zu bewerten. Das Unternehmen präsentiert maßgeschneiderte Automobil-Schweißverfahren für Stahl, Aluminium und andere Metalle, kombiniert mit automatisierten Montagelinien und mehreren Prüfmethoden auf seinen Herstellungsseiten. Es positioniert seinen Service zudem rund um fortschrittliche robotergestützte Schweißlinien, ein nach IATF 16949 zertifiziertes Qualitätsmanagementsystem, langlebige hochpräzise Ergebnisse und eine effiziente Durchlaufzeit. Diese Punkte sind wichtig, weil eine Schweißnahtunterschnittbildung in einem stabilen System leichter zu verhindern ist, als sie im Nachhinein zu korrigieren.

Anwendung der Unterschnittvermeidung bei Fahrwerksteilen

Fahrgestellhalterungen, Verstärkungen und verwandte strukturelle Komponenten sind Schwingungen und wiederholten Lastzyklen ausgesetzt. Daher sind eine hohe Toe-Qualität, eine reproduzierbare Nahtgeometrie und eine dokumentierte Prozesskontrolle weitaus wichtiger als eine Naht, die auf den ersten Blick lediglich akzeptabel aussieht. Die leistungsstärksten Zulieferer betrachten die Prävention als ein Systemproblem: stabile Spannvorrichtungen, validierte Parameter, überwachte Schweißprozesse, disziplinierte Inspektionen sowie schnelles Feedback, sobald Abweichungen auftreten.

Eine stabile Prozesskontrolle reduziert die Wahrscheinlichkeit eines wiederkehrenden Einschmelzens deutlich effektiver als wiederholte Nachbearbeitung.

Häufig gestellte Fragen zum Einschmelzen beim Schweißen

1. Was ist der Unterschied zwischen Einschmelzen und Unterauffüllung beim Schweißen?

Einschmelzen ist eine Nut, die in das Grundmaterial neben der Schweißnaht oder an einer sichtbaren Wurzel eingeschnitten ist. Unterauffüllung ist ein tiefer liegender Bereich innerhalb des Schweißguts selbst. Eine einfache Möglichkeit, beide Fehler zu unterscheiden, besteht darin, zu prüfen, wo das fehlende Material liegt: Ist das Grundmaterial vertieft, handelt es sich wahrscheinlich um Einschmelzen; ist die Oberfläche der Naht vertieft, liegt vermutlich Unterauffüllung vor.

2. Was verursacht normalerweise eine Unteraushöhlung (Undercut) beim MIG-, TIG- und Lichtbogenhandschweißen?

Die gemeinsame Ursache ist ein Ungleichgewicht zwischen Schmelzen und Wiederauffüllen am Schweißnahtrand. Beim MIG- und Flussmitteldrahtschweißen sind eine zu hohe Vorschubgeschwindigkeit, übermäßige Wärmezufuhr und ein ungünstiger Brennerwinkel häufige Auslöser. Beim TIG-Schweißen führen ein zu langer Lichtbogen und eine verspätete Zusatzdrahtzufuhr oft dazu, dass der Nahtfuß nicht ausreichend mit Schweißgut versorgt wird. Beim Lichtbogenhandschweißen sind ein zu hoher Strom und eine unzureichende Kontrolle der Seitennähte häufig dafür verantwortlich, dass die Nut sichtbar wird.

3. Wie prüft man eine Schweißnaht korrekt auf Unteraushöhlung?

Reinigen Sie zunächst die Fügeverbindung und verwenden Sie seitliche Beleuchtung, damit auch flache Rillen deutlich hervortreten. Verfolgen Sie beide Nahtfüße von Anfang bis Ende, anstatt nur die Mitte der Naht zu überprüfen. Falls die Einsenkung schwer einzuschätzen ist, verwenden Sie ein Unteraushöhlungs-Messgerät oder einen Schweißlehre für eine konsistentere Messung. Bei Bauteilen mit Wechsellast oder sicherheitskritischen Komponenten muss die Prüfung stets anhand der Zeichnung, der Schweißprozedur (WPS) und der maßgeblichen Norm erfolgen.

4. Ist eine Unteraushöhlung immer ein ausschussfähiger Schweißfehler?

Nein. Ob dies akzeptabel ist, hängt vom jeweiligen Normenwerk, der Schweißnahtstelle, dem Werkstoff, der Betriebslast und der kritischen Bedeutung des Bauteils ab. Eine kleine Rille in einem unkritischen Bereich kann gemäß einer Spezifikation zulässig sein, während eine ähnliche Rille am Übergang (Weld Toe) eines schwingungsbelasteten Bauteils Reparatur oder eine ingenieurmäßige Bewertung erfordern kann.

5. Wie können Fertigungsbetriebe wiederkehrende Einbrandstellen an Fahrwerkteilen reduzieren?

Wiederkehrende Einbrandstellen deuten in der Regel auf ein Problem bei der Prozesssteuerung hin – nicht nur auf einen Bedienerfehler. Bessere Spannvorrichtungen, stabile Prozessparameter, wiederholgenaue Brennerbewegung sowie klare Rückkopplungsschleifen bei der Prüfung sind oft wirksamer als wiederholte Nacharbeit. Bei Automobilprogrammen suchen Hersteller häufig Partner mit Roboter-Schweißtechnik, Rückverfolgbarkeit und zertifizierten Qualitätssystemen. Shaoyi Metal Technology ist ein Beispiel, das für Fahrwerk-Anwendungen geprüft werden sollte, da das Unternehmen moderne Roboter-Schweißanlagen, ein nach IATF 16949 zertifiziertes Qualitätssystem sowie maßgeschneiderte Schweißverfahren für Stahl, Aluminium und andere Metalle bietet.