Ultraschallschweißen

Schwankungen in der vorgelagerten Prozesskette und im US-Schweißprozess selbst führen zu Schwankungen in der Verbindungsqualität, sodass Schweißnahtfehler derzeit als unvermeidlich gelten. Eine zerstörungsfreie Prüfung der Verbindungsstelle auf Produktmerkmale, wie der Nahtfestigkeit der Schweißverbindung ist nicht möglich. Die Einflüsse der Wechselwirkungen vorgelagerter Prozessstufen mit der erzielten Nahtqualität werden und können derzeit nicht in den Schweißvorgang miteinbezogen werden, obwohl aus Erfahrungen bekannt ist, dass ein großer Teil der Qualitätsprobleme beim US-Schweißen aus Schwankungen beim Spritzgießen oder beim Teiletransport herrühren. Wegen erhöhter Produkthaftung und verschärfter Konkurrenzsituation sind auch in diesem Fertigungszweig zunehmend neue Methoden zur Qualitätsüberwachung erforderlich und dies mit dem Bestreben, möglichst anhand von Prozessinformation auf die erzielte Qualität zu schließen.

Aktuell werden dazu in einem Verbundforschungsprojekt leistungsfähige Systemtechniken entwickelt, die es mittels neuartiger Methoden und Verfahren ermöglichen anhand von identifizierten Prozessschwankungen auf die Nahtgüte zu schließen. Dazu werden anhand zyklisch erfasster Sensordaten aus dem Schweißprozess Prozessschwankungen mit signifikanten Signalkennwerten beschrieben. Aufbauend auf Versuchsreihen werden die Zusammenhänge zwischen signifikanten Prozessschwankungen und relevanten Parameteränderungen anhand trainierbarer Modelle hergestellt. Die aktuell laufenden Forschungsarbeiten sollen in einem in sich geschlossenen Systemkonzept für die Qualitätsüberwachung von Ultraschall-Schweißprozessen münden.