Ultraschallangeregte Thermographie für die prozessintegrierte Qualitätskontrolle von Fügeverbindungen
Thermische Prüfverfahren erlangen zunehmend an Bedeutung als zerstörungsfreie Prüftechnologien für die industrielle Anwendung zur Charakterisierung modernster Bauteilsysteme. Die ultraschallangeregte Thermographie nutzt den Effekt, dass eine in ein Bauteil eingeleitete und sich dort ausbreitende Ultraschallwelle zu charakteristischen Reibvorgängen im Bereich von Grenzflächen führt, wenn diese Grenzflächen nicht kraftschlüssig verbunden sind.
Geringe Wärmeentwicklung bei gutem Kraftschluss im Bereich der Presspassung
Quelle: Fraunhofer TEG
Hohe Wärmeentwicklung bei schlechtem Kraftschluss im Bereich der Presspassung
Quelle: Fraunhofer TEG
Diese Vorgänge sind Ursache für eine Wärmeentwicklung in diesen Bereichen, welche mit thermographischen Methoden detektiert werden kann. Das Nachweisvermögen von Fehlstellen ist außerordentlich hoch, da die Wärmeentwicklung nahezu ausschließlich im Bereich der Fehlstellen erzeugt wird und somit Störeinflüsse eine untergeordnete Rolle spielen. Die ultraschallangeregte Thermographie ist somit ein defektselektives Verfahren, welches im Gegensatz zur klassischen Thermographie den empfindlichen Nachweis von Rissen in unterschiedlichen Werkstoffen und Bauteilen mit komplexen Geometrien erlaubt.
Die ultraschallangeregte Thermographie eignet sich insbesondere zur Charakterisierung gefügter Verbindungen. So kann zum Beispiel die Qualität von Presspassungen nachgewiesen werden, indem die Wärmeentwicklung im Bereich der Presspassung nach der Anregung des Bauteils durch Ultraschall beobachtet wird. So kommt es bei schlecht ausgebildeten Passungen zu einer enormen Wärmeentwicklung aufgrund des geringen Kraftschlusses und entsprechender Reibvorgänge. Das Prüfsystem ist eine Entwicklung der Fraunhofer TEG.
Die Möglichkeiten der ultraschallangeregten Thermographie werden von der Fraunhofer TEG am Messestand der Fraunhofer-Allianz Vision bei der Control 2008 in Stuttgart präsentiert. Die Fraunhofer-Allianz Vision ist ein Zusammenschluss von Fraunhofer-Instituten zu den Themen Bildverarbeitung, optische Inspektion und 3-D-Messtechnik, Röntgenmesstechnik und zerstörungsfreie Prüfung.
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