SB_21542BRLP

Stand der Technik und Forschung 22
Stand der Technik und Forschung
Die ZfP von Widerstandspressschweißverbindungen ist nicht einheitlich geregelt. Die Normung
der ZfP beinhaltet Geräte, Prüfkörper, Qualifizierung von Personal und bezieht sich
in der Schweißtechnik auf Schmelzschweißverbindungen. Normen, Merkblätter und Veröffentlichungen
zum Thema ZfP von Widerstandspressschweißverbindungen beziehen sich
auf alle Widerstandspressschweißverbindungen oder speziell auf Punktschweißverbindungen.
Die Recherche nach Normen in Perinorm [2] ergab 56 Treffer, wovon nur drei in
Deutschland gültige Normen sind, die wiederum die zerstörende Prüfung beinhalten. Anweisungen
zur ZfP von Widerstandspressschweißverbindungen sind in DVS-Merkblättern
[1, 3, 4] zu finden. In [3] werden die Sicht-, die Farbeindring- und die Ultraschallprüfung als
mögliche ZfP genannt, [4] bezieht sich auf [1]. Dort wird ausschließlich die ZfP von Punktschweißverbindungen
behandelt und das Buckelschweißen explizit ausgeschlossen. In der
Automobilindustrie liegen unterschiedliche interne Prüfanweisungen für die zerstörende
Prüfung vor, z. B. [5, 6]. Andere Anwender orientieren sich an Prüfanweisungen für andere
Fügeverfahren, wie [7].
Die Literaturrecherche ergibt ein ähnliches Bild. Recherchiert wurde in den Datenbanken
TEMA® [8], Google Scholar [9], Clarivate Analytics [10] und EBSCO Academic Libaries [11].
Zur ZfP von Buckelschweißverbindungen sind die bildgebende Ultraschallprüfung und die
bildgebende Analyse der Remanenzflussdichte, die Durchstrahlungsprüfung und die Thermographie
grundsätzlich geeignet.
Die bildgebende Ultraschallprüfung wird umfangreich bei Punktschweißverbindungen
praktiziert [12–17]. Bis zu 256 Einzelschwinger werden in einem Sensor zusammengefasst
(Matrix-Array) und separat angesteuert.
Phased-Array-Systeme nutzen die Interaktion der einzelnen Wellen, so dass Fokustiefe und
Winkel der Schallbündel geändert werden können, ohne den Sensor zu bewegen. Die Laufzeit
wird als Falschfarbendarstellung ortsabhängig abgebildet [18–21]. Diese Methode
kann zur Ermittlung der Anbindungsfläche beim Buckelschweißen genutzt werden. [22] beschreibt
die Entwicklung und Anwendung eines mobil einsetzbaren Ultraschall-Verfahrens,
das auch für Buckelschweißverbindungen geeignet ist. Das Verfahren wird bisher nicht in
der Serienfertigung zur Prüfung von Buckelschweißverbindungen angewendet.
Die pMFT ermöglicht die objektive Bewertung von Widerstandsschweißpunkten, wie die
Ergebnisse in [23–26] zeigen. Die Prüfung erfolgt in drei Schritten: Magnetisierung, Messen
der Remanenzflussdichte und Berechnen der Anbindungsfläche. Vorteile sind, dass die
Prüfung nur wenige Sekunden dauert, automatisierbar ist, kein Koppelmittel benötigt wird
und ein objektives Prüfergebnis vorliegt. Die Methode wurde bereits bei einigen Buckelschweißverbindungen
getestet und als prinzipiell geeignet bewertet [23]. Abbildung 1 zeigt
den Versuchsaufbau der Voruntersuchungen aus dem Forschungsvorhaben
Technische Universität Dresden
Schlussbericht IFG 21.542 B