Prüfen von Fügeverbindungen und montierten Baugruppen

Prüfung stoffschlüssige Fügeverbindungen

Bei der zerstörungsfreien Prüfung von stoffschlüssigen Fügeverbindungen wird die aktive Thermographie zum Auffinden von Ungänzen in der Verbindungsschicht eingesetzt.

Fehler bei stoffschlüssigen Fügeverbindungen sind Bereiche, in denen kein Stoffschluss vorliegt. Dabei können mittels Thermographie sowohl Schweiss-, Löt- und Klebeverbindungen bei metallischen als auch bei nichtmetallischen Werkstoffen geprüft werden. Zur Analyse der Verbindung wird hauptsächlich der Wärmefluss normal zur Fügeebene betrachtet. So kann bei einem Schweisspunkt beispielsweise das Temperaturprofil über der Schweisslinse analysiert werden und aus dessen zeitlichen Verlauf und der räumlichen Ausdehnung eine Bewertung der Fügequalität erfolgen. Auch bei Schweissraupen erlaubt eine zeitliche und örtliche Auswertung des Temperaturverlaufs Rückschlüsse auf die Fügequalität.

Prüfung Schweisspunkt i. O.

Prüfung Schweisspunkt

Dieses Prinzip lässt sich auch auf die Analyse von Klebeverbindungen übertragen, bei denen hauptsächlich fehlender Klebstoffauftrag, Delaminationen und »kissig bonds« in der Klebeschicht von Interesse sind.

Prüfung kraftschlüssiger Fügeverbindungen

Im Gegensatz zur Suche von Ungänzen bei stoffschlüssigen Verbindungen, wird bei der Analyse kraftschlüssiger Verbindungen eine Korrelation zwischen der Fügekraft und dem thermischen Verhalten der Fügestelle ausgewertet. Hier kommt vor allem den Relativbewegungen im Fügespalt große Bedeutung zu, da sie häufig direkt in Relation zu der Wärmeentwicklung an der Fügestelle stehen, welche zur Bewertung der Verbindungsqualität herangezogen werden kann. Als Anregung eignet sich hierfür der Leistungsultraschall, dessen Frequenz auf die mechanischen Eigenschaften der Fügeverbindung abgestimmt werden kann. Durch den eingebrachten Ultraschall wird eine Schwingungsmode angeregt, bei der es in der Fügestelle zu Relativbewegungen kommt, die von den Fügekräften abhängen. Die dabei dissipierte Energie wird in Wärme umgesetzt, welche von dem Thermographiesystem detektiert und ausgewertet werden kann.

Als Beispiel ist nachfolgend die Prüfung von Presssitzen dargestellt.

Prüfung von Pressverbindungen mit unterschiedlichen Übermaßen

Prüfung fertig montierter Bauteile

Da insbesondere Kunststoffe im Infrarotspektrum andere Transparenzeigenschaften besitzen als im visuellen Spektrum können durch Ausnutzung dieser Eigenschaften auch verborgene Defekte an fertig motierten Baugruppen erkannt werden. Dies stellt eine interessante Alternative zu Röntgen- oder CT-Prüfungen dar.

Beispiele:

  • Montagekontrolle von Kugelschreibern
  • Fremdkörper in Bermsbelägen
  • Prüfung von Schweissnähten und Punkten
  • Prüfung von Klebeverbindungen