Fallbeispiel · Aluminium

Poren und Bindefehler an einer Aluminium-Glaskonstruktion

An einer großflächigen Vordachkonstruktion aus Aluminium mit tragender Funktion fielen bei einer Sichtkontrolle unregelmäßige Nahtoberflächen und Verfärbungen auf. Die Schweißnähte waren weder dokumentiert noch geprüft worden.

Ich wurde beauftragt, die Schweißqualität nachträglich zu beurteilen.

Aluminium-Glaskonstruktion
Tragendes Vordach
Poren und Bindefehler
Nachträgliche Beurteilung

Schweißnaht an einer Aluminiumkonstruktion — Aufnahme aus der eigenen Sachverständigenpraxis.

Der Fall in Kürze

Ausgangslage und Auftrag

ObjektGroßflächige Vordachkonstruktion aus Aluminium mit Verglasung
FunktionTragende Konstruktion über einem Zugangsbereich
AnlassUnregelmäßige Nahtoberflächen und Verfärbungen bei einer Sichtkontrolle
BesonderheitKeine Dokumentation und keine Prüfung der Schweißnähte
GrundlageSichtprüfung, Eindringprüfung an ausgewählten Nähten, Sichtung der Unterlagen

Feststellung

Was am Bauteil festgestellt wurde

Gasporen entlang der Raupe

Reihenförmige Porenbildung über größere Nahtlängen, teils zur Oberfläche offen.

Bindefehler

Fehlende Verbindung zwischen Grund- und Schweißgut an mehreren Nahtflanken.

Oxideinschlüsse

Eingeschlossene Oxidhäute – bei Aluminium ein regelmäßig auftretendes Fehlerbild.

Unregelmäßige Nahtgeometrie

Stark schwankende Nahtbreite und -überhöhung innerhalb derselben Verbindung.

Verfärbungen

Anlaufzonen als Hinweis auf unzureichenden Schutzgasschutz.

Keine Nahtvorbereitung erkennbar

Hinweise darauf, dass die Oxidschicht vor dem Schweißen nicht entfernt wurde.

Ursache

Wie der Schaden entstanden ist

Aluminium verzeiht bei der Schweißvorbereitung nichts. Die Oxidschicht schmilzt bei deutlich höherer Temperatur als der Grundwerkstoff; wird sie nicht unmittelbar vor dem Schweißen entfernt, entstehen Einschlüsse und Bindefehler. Feuchtigkeit an der Oberfläche oder am Zusatzwerkstoff führt zu Wasserstoffaufnahme und damit zu genau dem Porenbild, das hier vorlag.

Die Verfärbungen weisen zusätzlich auf einen unzureichenden Schutzgasschutz hin. Alle drei Befunde – Poren, Bindefehler, Oxideinschlüsse – haben damit eine gemeinsame Wurzel in der Vorbereitung und der Prozessführung, nicht im Werkstoff.

Innen liegende Fehler lassen sich mit Sicht- und Eindringprüfung nicht nachweisen. Für eine vollständige Aussage über den Nahtquerschnitt wären weitergehende Verfahren erforderlich.

Einordnung

Regelwerke, an denen bewertet wurde

DIN EN ISO 10042Bewertungsgruppen für Unregelmäßigkeiten an Schweißverbindungen aus Aluminium
DIN EN ISO 3834Qualitätsanforderungen an das Schmelzschweißen metallischer Werkstoffe
SchweißanweisungErforderliche Festlegung von Zusatzwerkstoff, Schutzgas und Parametern
DIN EN ISO 9606-2Qualifizierung von Schweißern für Aluminium und Aluminiumlegierungen
NahtvorbereitungEntfernen der Oxidschicht unmittelbar vor dem Schweißen

Für Aluminium gilt eine eigene Bewertungsgrundlage; die für Stahl übliche DIN EN ISO 5817 ist hier nicht anwendbar.

Empfehlung

Empfohlene Maßnahmen

Umfang feststellenAlle tragenden Verbindungen der Konstruktion in die Prüfung einbeziehen.
Tragfähigkeit klärenStatische Beurteilung unter Berücksichtigung der tatsächlich wirksamen Nahtquerschnitte.
Sicherung prüfenBis zur Klärung beurteilen, ob der Bereich unter dem Vordach uneingeschränkt genutzt werden kann.
Instandsetzung planenAusarbeiten und Neuschweißen nach Schweißanweisung, mit ordnungsgemäßer Nahtvorbereitung.
Qualifikation sichernAusführung durch für Aluminium qualifiziertes Personal.
NachprüfungErneute Prüfung und Dokumentation nach der Instandsetzung.

Erkenntnis

Was der Fall zeigt

Aluminium wird im Metallbau häufig wie Stahl behandelt – bei der Schweißvorbereitung ist das der teuerste mögliche Irrtum. Oxidschicht, Wasserstoffempfindlichkeit und Wärmeleitfähigkeit verlangen ein anderes Vorgehen und eine eigene Qualifikation.

Hinzu kommt: Wo Schweißnähte an einer tragenden Konstruktion weder dokumentiert noch geprüft wurden, lässt sich die Qualität später nur mit erheblichem Aufwand rekonstruieren – und nie vollständig.

Weiterführend

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