Anwendung
Integritätsbewertung von Schweißpunkten in Metall.
Einführung
Punktschweißen ist eine häufig verwendete Technik, um zwei Metallteile, meistens dünne Bleche oder Platten, durch eine Reihe kleiner, runder Heftschweißpunkte zusammenzufügen. Das Verfahren wird weitgehend im Fahrzeugbau zum Verschweißen von Karosserieteilen und Fahrgestellen sowie in der Blechverarbeitung eingesetzt. Beim Punktschweißen werden die zu verschweißenden Teilen durch eine Elektrode an jeder Seite zusammengepresst und ein starker Stromfluss erzeugt. Dadurch verflüssigt sich das Metall an diesem Punkt kurzfristig und erstarrt danach unter Ausbildung einer runden Verbindung, dem Schweißpunkt.
Ist Schweißpunkt nicht korrekt ausgebildet, ist es möglich, dass die beiden Teile nicht vollständig verbunden sind oder dass der punktförmige Bereich kleiner ist, als für eine haltbare Verschweißung erforderlich. Diese Probleme sind selten mittels einer visuellen Prüfung sichtbar. Zerstörende Zugkrafttests sind unzureichend und auf einige wenige Proben begrenzt. Hier liefert die Schweißpunktprüfung mittels Ultraschall mit den richtigen Geräten und der passenden Technik schnell und zerstörungsfrei wertvolle Informationen über die Schweißqualität.
Geräte
Das empfohlene Prüfgerät für die Schweißpunktprüfung ist das EPOCH 650 oder das EPOCH 1000. Die Schweißpunktprüfung erfordert ein Ankoppeln an eine punktförmige Schweißnaht, oft mit einem Durchmesser von 3 bis 6 mm, und die Erzeugung mehrerer Rückwandechos mit hoher Frequenz. Dafür stehen zahlreiche Prüfköpfe mit Vorlauf- und Wasservorlaufstrecke und einem Frequenzbereich von 10 MHz bis 20 MHz von Olympus zur Verfügung. Vorlaufprüfköpfe verwenden einen kleinen Wellenleiter aus Kunststoff, um das Prüfkopfelement zum Einschallen an das Prüfteil zu koppeln. Wasservorlaufprüfköpfe enthalten einen Wasservorlauf, der von einer biegsamen Gummimembran umschlossen ist, die sich an die Form des Schweißpunktes anpasst, um das Ankoppeln zu optimieren. Der Vorlaufdurchmesser und der Elementdurchmesser von Vorlaufprüfköpfen sind normalerweise bis auf wenige Zehntel eines Millimeters auf den Nenndurchmesser des Schweißpunktes abgestimmt. Bei Wasservorlaufprüfköpfen ist der Elementdurchmesser normalerweise auf den Nenndurchmesser des Schweißpunktes abgestimmt. Für weitere Informationen zur Prüfkopfauswahl wenden Sie sich an Olympus. |  |
Funktionsweise
Bei einer Schweißnaht ohne Defekt, ist der Abstand zwischen den Echos proportional zur Dicke der Schweißnaht und die Abklinggeschwindigkeit (die Geschwindigkeit, mit der sich die Amplitude der aufeinanderfolgen Echos verringert) ähnelt der Schallschwächung im Schweißpunkt. Entsprechend des Schweißnahtzustands („gut verschweißt“, „nicht verschweißt“, „zu kurz verschweißt“ und „lichtbogenhandgeschweißt“) entsteht ein charakteristisches Echomuster. Es empfiehlt sich, die Softwareoption der gespeicherten Vorlagen einzusetzen. Hier sind die Umrisse der verschiedenen Echomuster jedes Schweißnahtzustands gespeichert und abrufbar. Mit einem Tastendruck können jedes Echomuster und das live A-Bild problemlos überlagert werden, um den Vergleich zu vereinfachen und die Prüfung zu verbessern. Es können mehrere Vorlagen gespeichert werden. Ein „-A-“ zeigt die aktive Vorlagenauswahl an. |   |
Besteht zwischen zwei Metallteilen keine Verschmelzung („nicht verschweißt“), dann sind die aufeinanderfolgenden Echos näher zusammen und besitzen eine höhere Amplitude. |   |
Bei einer zu kurzen Schweißnaht wird nur ein Teil des Schallbündels von der gesamten Dicke der zwei Metallbleche reflektiert, während ein Teil von nur einem Blech reflektiert wird. Dies erzeugt ein Muster, bei dem kleine Spitzen die Dicke des einzelnen Blechs repräsentieren. Sie werden zwischen den größeren und weiter voneinander beabstandeten Spitzen der vollständigen Schweißnaht angezeigt. |   |
Bei einer Lichtbogenhandschweißung werden Metallbleche verschweißt. Aufgrund einer unzureichenden Erwärmung wird der Schweißpunkt jedoch nicht vollständig ausgebildet. Die Abklinggeschwindigkeit des Echos ändert sich, was zu größeren Spitzen mit längerer Ring-Down-Zeit auf dem Bildschirm führt. Dies liegt daran, dass kein Schallstreuungseffekt von einem vollständig ausgebildeten Schweißpunkt existiert und der Schweißpunktbereich durchlässiger ist als der eines vollständig ausgebildeten Schweißpunkts. |   |
