Schweißverbindungen prüfen Leitfaden für Prüfverfahren, Normen und Fehlerbewertung

Das Wichtigste auf einen Blick

• Zerstörungsfreie Verfahren decken unterschiedliche Fehlerarten ab: Sichtprüfung und Eindringprüfung die Oberfläche, Magnetpulverprüfung den Randbereich, Ultraschall und Radiographie das Volumen.
• Die DIN EN ISO 17635 verknüpft Bewertungsgruppe, Prüfverfahren und Prüfumfang und ist der Ausgangspunkt für jeden Prüfplan.
• Die Bewertungsgruppen B, C und D der DIN EN ISO 5817 legen fest, welche Unregelmäßigkeit zulässig ist; Gruppe B ist die strengste Stufe.
• Prüfpersonal muss nach DIN EN ISO 9712 qualifiziert sein, Ergebnisse gehören in einen Prüfbericht mit Nahtbezeichnung und Bewertung.
• Zerstörungsfreie Prüfungen kosten je nach Verfahren und Zugänglichkeit etwa 50 bis 200 Euro pro Meter Schweißnaht, netto.

Normen und Regelwerk: der Rahmen jeder Prüfung

Eine Schweißnaht wird nicht nach Augenschein allein bewertet, sondern nach festgelegten Grenzwerten. Diese Grenzwerte stehen in Normen, die das zulässige Maß einer Unregelmäßigkeit beschreiben. Die wichtigste Regel für die Auswahl ist die DIN EN ISO 17635. Sie ordnet jeder Bewertungsgruppe ein Prüfverfahren und einen Prüfumfang zu.

Die Normen der Schweißtechnik sind europäische Normen. In Deutschland gelten sie als DIN-Norm, sind aber ohne vertragliche oder behördliche Verweisung nicht automatisch rechtsverbindlich. Verbindlich werden sie über Lieferverträge, Bauvorschriften oder Prüfanweisungen des Auftraggebers. Wie solche Regelwerke entstehen, beschreibt DIN unter Wie DIN-Normen entstehen und wer sie erarbeitet.

Wer prüft, muss die gültige Fassung kennen. Normen werden überarbeitet, und eine Prüfung nach einer zurückgezogenen Ausgabe ist angreifbar. Im Prüfplan steht deshalb die vollständige Bezeichnung mit Ausgabejahr, etwa DIN EN ISO 17640:2018-10. Ältere Ausgaben können weiter gelten, wenn beide Vertragsseiten das ausdrücklich vereinbaren.

Im Bauwesen kommt eine zweite Ebene hinzu. Tragende Schweißverbindungen fallen unter die Technischen Baubestimmungen, die die Länder regeln. Die Bauaufsicht kann zusätzliche Nachweise verlangen, auch wenn der Betrieb nach DIN EN ISO 3834 zertifiziert ist. Bei Brücken und Parkhäusern prüft sie die Standsicherheit im Rahmen der Abnahme.

Für Sonderfälle gelten eigene Regeln. Druckgeräte unterliegen der Druckgeräterichtlinie 2014/68/EU, die in Deutschland über die Druckgeräteverordnung umgesetzt ist. Sie verlangt zusätzliche Prüfungen und Zulassungen, unabhängig von der Schweißnahtnorm.

Für die fachliche Ausarbeitung ist der Normenausschuss Schweißtechnik (NAS) zuständig. Dort sitzen Vertreter von Herstellern, Prüforganisationen, Hochschulen und Anwendern an einem Tisch. Ein Entwurf durchläuft ein Einspruchsverfahren, bevor er gültig wird.

Damit ist der Rahmen klar: Der Auftraggeber legt die Bewertungsgruppe fest, die Norm liefert Verfahren und Grenzwerte, der Prüfer setzt beides am Bauteil um.

Die zerstörungsfreien Verfahren im Überblick

Fünf Verfahren tragen die Praxis. Sie unterscheiden sich darin, welche Fehler sie finden und wie tief sie in den Werkstoff blicken. Die folgende Tabelle ordnet sie ein.

Verfahren	Norm	Typische Fehler	Aussage über
Sichtprüfung (VT)	DIN EN ISO 17637	Kerben, Unterwölbung, zu geringe Nahtdicke	Oberfläche und Nahtausbildung
Eindringprüfung (PT)	DIN EN ISO 3452-1	Risse, Poren an der Oberfläche	oberflächenoffene Unregelmäßigkeiten
Magnetpulverprüfung (MT)	DIN EN ISO 17638	Risse, Bindefehler im Randbereich	Oberfläche und oberflächennahe Zone
Ultraschallprüfung (UT)	DIN EN ISO 17640	Bindefehler, Risse, Doppelungen	Volumen, besonders bei dicken Wänden
Durchstrahlungsprüfung (RT)	DIN EN ISO 17636-1	Poren, Schlacke, Durchhang	Volumen als Projektionsbild

Kein Verfahren deckt alles ab. Ultraschall findet einen Bindefehler, der senkrecht zur Schallrichtung liegt, oft schlechter als die Durchstrahlung quer zur Naht. Umgekehrt erkennt die Durchstrahlung einen steilen Riss nur, wenn er im Strahlengang liegt.

Zerstörende Prüfungen ergänzen das Bild. Sie laufen an Prüfstücken, an Schweißproben oder an Bauteilen, die später nicht mehr gebraucht werden.

Sichtprüfung: der erste Schritt an jeder Naht

Die Sichtprüfung nach DIN EN ISO 17637 steht am Anfang jeder Abnahme. Sie ist schnell, kostengünstig und deckt einen großen Teil der groben Fehler ab. Geprüft werden Nahtgeometrie, Nahtoberfläche und der Übergang zum Grundwerkstoff.

Der Prüfer arbeitet mit bloßem Auge, mit einer Lupe und mit Messmitteln für Nahtdicke und Einbrandtiefe. Die Beleuchtung muss ausreichen, um Kerben und Ansätze sicher zu erkennen. Bei schwer zugänglichen Stellen helfen Endoskope oder Spiegelsysteme.

Wichtig ist der Zeitpunkt. Die Sichtprüfung erfolgt nach dem Reinigen der Naht und vor weiteren Verfahren, weil Schlacke und Spritzer die Oberfläche verdecken. Bei mehrlagigen Nähten kann zwischen den Lagen geprüft werden, wenn die Prüfanweisung das vorsieht.

Findet die Sichtprüfung einen Riss oder eine Kerbe, wird die Naht zuerst ausgebessert. Erst danach laufen die aufwendigeren Verfahren. So vermeidet der Betrieb teure Ultraschallmessungen an einer Naht, die ohnehin nachgearbeitet werden muss.

Eindringprüfung und Magnetpulverprüfung

Beide Verfahren prüfen die Oberfläche und den oberflächennahen Bereich. Sie sind günstiger als Ultraschall und Durchstrahlung und eignen sich gut für Kehlnähte und schwer zugängliche Bereiche.

Die Eindringprüfung nach DIN EN ISO 3452-1 arbeitet mit einer Flüssigkeit, die in offene Unregelmäßigkeiten eindringt. Nach einer Einwirkzeit wird die Oberfläche gereinigt und ein Entwickler aufgetragen. Der Entwickler zieht das Eindringmittel heraus und macht den Fehler sichtbar.

Ein Vorteil der Eindringprüfung ist die Werkstoffunabhängigkeit. Sie funktioniert auch an austenitischen Stählen und an Aluminium. Ein Nachteil ist die Beschränkung auf Fehler, die zur Oberfläche offen sind. Ein innen liegender Bindefehler bleibt unsichtbar.

Die Magnetpulverprüfung nach DIN EN ISO 17638 nutzt ein Magnetfeld und Eisenspäne als Prüfmittel. Sie eignet sich nur für ferromagnetische Werkstoffe, ist dafür aber empfindlich gegenüber feinen Rissen. Beide Verfahren verlangen eine saubere, trockene und fettfreie Oberfläche, sonst haften die Prüfmittel nicht richtig.

Ultraschall und Durchstrahlung: Prüfung im Volumen

Wenn die Nahtdicke wächst, reichen Oberflächenverfahren nicht mehr aus. Dann prüfen Ultraschall und Durchstrahlung das gesamte Volumen der Naht.

Die Ultraschallprüfung nach DIN EN ISO 17640 arbeitet mit Schallwellen, die an Grenzflächen reflektiert werden. Ein Prüfkopf sendet einen Impuls in die Naht, ein Empfänger nimmt das Echo auf. Aus Laufzeit und Amplitude leitet der Prüfer Lage und Größe einer Unregelmäßigkeit ab. Die Zulässigkeitsgrenzen stehen in DIN EN ISO 11666.

Ultraschall braucht eine glatte, gut koppelbare Oberfläche und geschultes Personal. Die Bewertung von Anzeigen ist anspruchsvoller als bei der Durchstrahlung, weil der Prüfer Echos interpretieren muss. Dafür entstehen keine Strahlenschutzkosten und keine Stillstandzeiten.

Die Durchstrahlungsprüfung nach DIN EN ISO 17636-1 erzeugt ein Projektionsbild der Naht. Als Strahlenquellen dienen Röntgenröhren oder Gammastrahler wie Iridium 192. Die Bildgüte wird über Bildgüteprüfkörper nachgewiesen, die auf der Naht liegen.

Die Durchstrahlung zeigt Poren, Schlackeeinschlüsse und Durchhang als gut deutbare Bilder. Ein steiler Riss bleibt jedoch oft unentdeckt, weil er im Bild kaum Kontrast erzeugt. Zudem gelten strenge Strahlenschutzregeln, die in Deutschland unter anderem in den DGUV-Vorschriften und Regeln gefasst sind.

Beide Verfahren stoßen bei austenitischen Werkstoffen an Grenzen. Das grobe Korn streut den Schall und schwächt das Durchstrahlungsbild. Prüfer arbeiten dann mit speziellen Prüfköpfen, niedrigeren Frequenzen oder zusätzlichen Oberflächenverfahren.

Zerstörende Prüfungen

Nicht jede Frage lässt sich zerstörungsfrei beantworten. Für die Verfahrensprüfung und für Schweißproben gibt es zerstörende Prüfungen, die Festigkeit und Zähigkeit belegen.

Der Zugversuch nach DIN EN ISO 4136 prüft die Nahtfestigkeit an Querproben. Der Kerbschlagbiegeversuch nach DIN EN ISO 9016 zeigt, wie spröde die Wärmeeinflusszone reagiert. Härteprüfungen decken unzulässige Aufhärtungen auf.

Der Makroschliff ist die einfachste zerstörende Prüfung. Er zeigt Nahtaufbau, Einbrand und Lage von Bindefehlern. Bruchproben machen Fehler sichtbar, die im Schliff nicht getroffen werden.

Diese Prüfungen laufen an separaten Probestücken, die aus derselben Charge und mit denselben Parametern geschweißt werden. Sie ersetzen keine Prüfung am Bauwerk, belegen aber, dass das Verfahren beherrscht wird.

Fehlerarten und ihre Bewertung

Fehler in Schweißnähten haben klare Namen. Poren sind Gaseinschlüsse, die beim Erstarren eingeschlossen werden. Risse entstehen durch Spannung, Wasserstoff oder ungünstige Nahtgeometrie, Bindefehler durch zu geringe Energie oder falsche Brennerführung.

Schlackeeinschlüsse bleiben zurück, wenn die Schlacke zwischen den Lagen nicht entfernt wird. Einbrandkerben und Unterwölbung sind geometrische Abweichungen, die die Kerbwirkung erhöhen. Durchhang und Wurzelfehler entstehen an der Nahtunterseite.

Die Bewertung richtet sich nach DIN EN ISO 5817. Diese Norm kennt die Bewertungsgruppen B, C und D. Gruppe B stellt die höchsten Anforderungen, Gruppe D die geringsten. Zulässige Grenzwerte gibt es für jede Fehlerart und jede Gruppe.

Die Bewertungsgruppe wird nicht frei gewählt, sondern folgt aus der Anwendung. Schwingbeanspruchte Bauteile und Druckbehälter liegen häufig in Gruppe B, einfache Konstruktionen des Stahlbaus in Gruppe C oder D.

Bei der Bewertung zählen Größe, Lage und Anzahl eines Fehlers. Zwei benachbarte Poren können zusammenwirken und die Einstufung verschlechtern. Der Prüfer erfasst deshalb Position, Ausdehnung und Verteilung und vergleicht sie mit dem Grenzwert der Gruppe.

Personal, Dokumentation und Zertifizierung

Prüfergebnisse sind nur so gut wie die Person, die sie erhebt. Die Qualifizierung regelt DIN EN ISO 9712 mit den Stufen 1, 2 und 3. Stufe 1 führt Prüfungen nach Anweisung durch, Stufe 2 legt die Prüfanweisung aus und bewertet, Stufe 3 verantwortet Verfahren und Verträge.

Zusätzlich braucht der Betrieb eine Schweißaufsicht nach DIN EN ISO 14731, wenn er nach DIN EN ISO 3834 zertifiziert ist. Die Schweißaufsicht stellt sicher, dass Verfahren, Personal und Geräte zusammenpassen.

Prüfmittel müssen kalibriert sein. Ultraschallgeräte werden an Referenzkörpern mit bekannten Fehlern eingestellt, Eindring- und Magnetpulvermittel haben Haltbarkeitsgrenzen. Die Prüfanweisung nennt diese Punkte, sonst ist das Ergebnis nicht belastbar.

Der Prüfbericht hält alles fest. Er nennt Bauteil, Nahtbezeichnung, Verfahren, Norm, Prüfumfang, gefundene Anzeigen und die abschließende Bewertung. Fotos, Skizzen und Anzeigenlisten gehören dazu, ebenso Datum und Unterschrift des Prüfers.

Wer Zertifikate von Organisationen braucht, findet bei der DGUV zu Prüfung und Zertifizierung die Anforderungen an Prüf- und Zertifizierungsstellen. Für akkreditierte Labore gilt zusätzlich die DIN EN ISO/IEC 17025.

Prüfverfahren auswählen: Schritt für Schritt

Die Auswahl folgt einer festen Reihenfolge. Wer sie einhält, vermeidet Doppelarbeit und teure Nachprüfungen.

1. Anforderung klären: Werkstoff, Bauart, Beanspruchung und Bewertungsgruppe festlegen.
2. Prüfumfang aus DIN EN ISO 17635 ableiten, abhängig von Bewertungsgruppe und Nahtanteil.
3. Verfahren wählen, das die erwarteten Fehler sicher findet, und Grenzwerte nach DIN EN ISO 5817 nennen.
4. Prüfanweisung schreiben, mit Prüfmittel, Kalibrierung, Oberflächenzustand und Zeitpunkt.
5. Personal und Gerät zuordnen, Prüfung durchführen und im Bericht dokumentieren.

Häufig kombiniert der Prüfplan mehrere Verfahren. Eine Sichtprüfung an allen Nähten plus Ultraschall an ausgewählten Stumpfnähten ist typisch. Die Auswahl sollte vor dem Schweißen feststehen, nicht danach.

Bei strittigen Befunden hilft ein zweites Verfahren als Gegenprobe. Zeigt die Durchstrahlung keine Auffälligkeit und der Ultraschall eine Anzeige, klärt eine Nachprüfung durch eine zweite Person die Lage. Nach jeder Ausbesserung wird die betroffene Stelle erneut geprüft, meist mit demselben Verfahren.

Kostenrahmen und Rechenbeispiel

Die Kosten hängen von Verfahren, Zugänglichkeit, Nahtlänge und Prüfumfang ab. Als Orientierung gilt ein Rahmen von 50 bis 200 Euro pro Meter Schweißnaht, netto. Die Sichtprüfung liegt am unteren Ende, Ultraschall und Durchstrahlung am oberen.

Eindring- und Magnetpulverprüfung liegen meist zwischen 50 und 100 Euro pro Meter. Ultraschall beginnt bei rund 80 Euro und kann bei dicken Wänden und schwerer Zugänglichkeit 150 Euro pro Meter überschreiten. Die Durchstrahlung kostet häufig zwischen 100 und 200 Euro pro Meter, weil Strahlenschutz und Absperrungen hinzukommen.

Rechenbeispiel für eine Stahlkonstruktion mit 60 Metern Stumpfnaht, alle Angaben netto:

• Sichtprüfung an 60 Metern zu 50 Euro pro Meter: 3.000 Euro
• Magnetpulverprüfung an 20 Prozent der Länge, also 12 Metern zu 80 Euro: 960 Euro
• Ultraschallprüfung an 10 Prozent der Länge, also 6 Metern zu 150 Euro: 900 Euro
• Summe: 4.860 Euro netto, zuzüglich 19 Prozent Umsatzsteuer, also 5.783,40 Euro brutto

Das Beispiel zeigt, wie stark der Prüfumfang wirkt. Eine Erhöhung des Ultraschallanteils von 10 auf 20 Prozent verteuert die Prüfung deutlich, weil dieses Verfahren den größten Kostenanteil trägt.

Rüstzeiten, Fahrtkosten und Dokumentation sind in diesen Werten nicht enthalten. Prüfaufträge sollten deshalb pauschal oder nach Aufwand kalkuliert und mit dem Prüfdienstleister abgestimmt werden.

Häufige Fragen

Welche Verfahren arbeiten zerstörungsfrei?

Sichtprüfung, Eindringprüfung, Magnetpulverprüfung, Ultraschall und Durchstrahlung. Sie lassen das Bauteil unverändert und können vollständig oder stichprobenartig eingesetzt werden.

Wann reicht die Sichtprüfung aus?

Bei gering beanspruchten Nähten und niedriger Bewertungsgruppe kann sie das einzige Verfahren sein. Innere Fehler findet sie nicht, deshalb schreibt DIN EN ISO 17635 bei höheren Gruppen zusätzliche Verfahren vor.

Was bedeuten die Bewertungsgruppen B, C und D?

Sie stammen aus DIN EN ISO 5817 und beschreiben, wie streng eine Naht bewertet wird. Gruppe B erlaubt nur kleine Unregelmäßigkeiten, Gruppe D toleriert größere. Die Gruppe folgt aus der Beanspruchung des Bauteils.

Welche Qualifikation braucht das Prüfpersonal?

Mindestens Stufe 1 nach DIN EN ISO 9712 für die Durchführung, Stufe 2 für die Bewertung. Die Qualifizierung ist befristet und an das jeweilige Verfahren gebunden.

Wie viel kostet eine Schweißnahtprüfung?

Je nach Verfahren und Zugänglichkeit etwa 50 bis 200 Euro pro Meter, netto. Sichtprüfung und Magnetpulverprüfung sind günstiger, Ultraschall und Durchstrahlung teurer.