DACH - Jahrestagung 2004 Salzburg

ZfP in Forschung, Entwicklung und Anwendung

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Untersuchungen an lasergeschweißten Blechverbindungen mit Wirbelstrom

S. Rühe, K. Dilz, Magdeburg; H.-M. Thomas, Berlin; A. Zösch, Crimmitschau
Kontakt: Dipl.-Ing. Sven Rühe

Kurzfassung

Zunehmend werden heute im modernen Karosseriebau Punktschweißverbindungen durch Laserschweißnähte ersetzt. Laserschweißnähte können schlüssige Verbindungen über die gesamte Heftung zweier (oder mehrer) Bleche eingehen. Durch den hohen Fortschritt in der Automatisierung können Laserschweißnähte am Kraftfahrzeug durch Industrieroboter gefertigt werden.

Hohes Augenmerk wird auf die Qualität dieser Laserschweißnähte gelegt. Frühzeitig wurde in der Automobilindustrie begonnen über die zerstörungsfreie Prüfung dieser Schweißnähte intensiv nachzudenken.

Probleme treten an konvexen und konkaven Geometrien (A-, B-Säule) und an kurzen Absätzen auf. Dort hat ein Ultraschallsystem ankopplungsbedingt Probleme. Hier werden zur Zeit häufig Anwendungen der Infrarotthermographie eingesetzt. Nachteile sind hierbei die Handhabung und der Automatisierungsgrad.

Die Wirbelstromprüfung kann einen sehr guten Automatisierungsgrad bieten. Sensoren sind in kleiner Bauform realisierbar.

Ein bestimmter Sensor, der von der Bundesanstalt für Materialforschung und ~prüfung (BAM) VIII.4.2 ursprünglich für die Schienenprüfung entwickelt wurde, konnte auch hierfür vorteilhaft eingesetzt werden.

Untersucht wurden Schweißnähte mit folgenden typischen Fehlern, wie sie in Laser-schweißnähten zu finden sind:

  • Keine Verbindung in der Gefügezone ("Falsche Freunde")
  • Starker Nahteinfall (Deckblech durchschnitten)
  • Poren

Diese Fehler wurden mittels der Durchstrahlungsprüfung sichtbar gemacht. Die Wirbelstromsonde wurde auf einen Scantisch eingepasst und über die Laserschweißnähte in einem konstanten Abstand geführt.

Das untenstehende Bild zeigt eine Übereinanderlegung von Durchstrahlungsbild, Wirbelstromscanbild und Originalaussehen der Laserschweißnaht.

Obwohl das zu prüfende Material ferritisch ist, ist die neuartige Wirbelstromsonde der BAM in der Lage verdeckte Fehler ("Falsche Freunde") in den Schweißnähten zu detektieren. Im Wirbelstromsignal zeigen sich diese Fehler durch eine Verringerung der Amplitude. Zur Oberfläche offene Fehler dagegen zeigen eine Erhöhung der Amplitude in Y-Richtung.

Das obige Bild zeigt eine Übereinanderlegung von Durchstrahlungsbild, Wirbelstrom C- Scan und einer Digitalaufnahme der Laserschweißnaht.

STARTHerausgeber: DGfZPProgrammierung: NDT.net