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Zerstörungsfreie Prüfung an Schweißpunkten

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Schweißstellen wurden bisher lediglich durch Aufschlagen des betreffenden Bauteils oder mittels Ultraschall geprüft. Das erste Verfahren zerstört den Prüfling, Ultraschall andererseits birgt den Mangel, daß eine große Abhängigkeit der Ergebnisse vom jeweiligen Anwender besteht. Beide Methoden sind zudem dadurch, daß sie manuell durchgeführt werden, sehr zeitaufwendig und nur stichprobenartig möglich.

Eine objektive, zerstörungsfreie Prüfung ermöglicht jetzt die lmpulsthermographie. MTU, eine Tochter von DaimlerChrysler, hat ein System zur zerstörungsfreien Prüfung (ZfP) für den industriellen Anwendungsfall optimiert. Ausgehend von eigenen Problemstellungen wurde ein Meßsystem konzipiert, in dem die Anwendbarkeit für den Nutzer im Vordergrund steht.
Zur zerstörungsfreien Prüfung mit Impulsthermographie wird über ein Xenon-Blitzlampensystem (ebenfalls möglich sind Heißluftgebläse oder Halogenlampen) zunächst Wärme in den Prüfkörper eingebracht. Die Wärmefortpflanzung verfolgt dann die höchstempfindliche Infrarotkamera Radiance. Zur Steuerung und Auswertung dient eine spezielle ZfPSoftware. Die für die Bewertung nötigen Bilder werden automatisch akquiriert und auf den interessanten Probenbereich optimiert. Auf Wunsch kann der Nutzer sich die gesamte aufgenommene Bildsequenz anschauen und bildanalytische Filter, wie Sobel- oder verschiedene Mediumfilter anwenden. Die Impulsthermographie basiert darauf, daß in Bauteilen mit Fehlern der Wärmetransport gestört wird, wie z.B. bei mangelhafter Bindung zwischen Schichten oder Lunkern oder begrenzten Schichtdicken. In der Thermographieaufnahme direkt nach dem Impuls ist die Wärme noch in der Bauteiloberfläche, wird dann aber in kürzester Zeit in das Bauteilinnere abtransportiert. Da dieser Wärmeübergang im Fehler gestört ist, bleibt eine Fehlstelle länger erwärmt und erscheint im Wärmebild. So zeigt die Darstellung zum Beispiel des zehnten Bildes nur noch die Schweiß- oder Fehlstelle.
In Zusammenarbeit mit einem deutschen Automobilhersteller konnten jetzt erste erfolgreiche Versuche zur Bewertung von Schweißpunkten durchgeführt werden. Es kann außer einer Gut-/Schlecht-Bewertung des Schweißpunktes sogar eine Qualitätsstufung eingeführt werden, die Hinweise auf den Zustand des Schweißroboters gibt. Zusätzlich kann ein solches System zur Automatisierung auch direkt im Fertigungsprozeß bis hin zu einer 100%-Prüfung installiert werden.
Wesentlich für diese zerstörungsfreie Prüfung ist außer der Software von MTU der Einsatz der höchstempfindlichen Radiance-Kameras. Da die auftretenden Wärmedifferenzen sehr gering sind, kann ausschließlich ein InSb-Sensor wie der der Radiance mit seiner Auflösung von besser als 0,025 OC die nötigen sicheren Daten liefern.
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