Seminar des FA Ultraschallprüfung 2019 1 Lizenz: https://creativecommons.org/licenses/by-nd/4.0/deed.de 2D- und 3D-Rekonstruktion von Punktschweißverbindungen mittels TFM Frank SCHUBERT 1 , Raffael HIPP 1 1 Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme IKTS, Dresden Maria-Reiche-Straße 2, 01109 Dresden Kontakt E-Mail: [email protected]Kurzfassung Die bildgebende Ultraschall-Prüfung von Punktschweißverbindungen im industriellen Maßstab erfolgt heute überwiegend mittels C-Bild-Darstellung auf Basis von Matrix- Prüfköpfen ohne Phased-Array-Funktionalität. Dabei wird die laterale Bildauflösung durch die Größe der Einzelelemente limitiert. Phased Array-Systeme mit TFM-Bildgebung bieten prinzipiell die Möglichkeit, die Bildauflösung zu erhöhen und eine zuverlässigere i.O./n.i.O.- Klassifizierung der Schweißpunkte bis hin zur vollständigen 3D-Rekonstruktion vorzunehmen. Dabei sind allerdings einige Besonderheiten zu beachten, wie z.B. die relativ große Ausdehnung der Einzelelemente, die geringe Anzahl der Elemente in x/y-Richtung sowie der störende Einfluss des Elektrodeneindrucks. Im vorliegenden Beitrag wird die Wellenausbreitung bei der Prüfung von Zweiblechverbindungen im Detail untersucht und daraus Schlussfolgerungen für die TFM-Bildgebung abgeleitet. Es werden TFM-Ergebnisse an verschiedenen Schweißpunkten vorgestellt und mit hochauflösenden Referenzmessungen am Ultraschallmikroskop verglichen. More info about this article: http://www.ndt.net/?id=24810
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Punktschweißungen – Zerstörende Prüfung Referenz-Messungen im Ultraschall-Mikroskop Matrix-C-Bildgebung mit Handprüfgeräten Grundlagen der Wellenausbreitung bei der TFM-Prüfung TFM-Algorithmen und Messergebnisse Zusammenfassung und Ausblick
Referenzmessungen mit dem Ultraschallmikroskop (auch als Alternative zur zerstörenden Prüfung)
Puls-Echo-Testing with scanning unit Coupling medium: Water (Immersion Testing) Scanner moveable in three axes (x, y, z) Point by point scanning of specimen across x/y plane Pulse-echo measurement for each scan point Testing frequencies: 10 – 400 MHz (here: 20 MHz)
Widerstandspunktschweißungen werden heute stichprobenartig mit bildgebenden Handprüfsystemen geprüft.
Die Auflösung dieser Matrix-C-Bild-Systeme ist durch Größe der Einzelelemente (ca. 1 mm) beschränkt.
TFM-Bildgebung soll bessere Bildauflösung bei gleichen Matrixdimensionen liefern, System ist aber für PA-Bildgebung suboptimal (wenige große Elemente mit größerem Abstand zueinander).
Konventionelle TFM-Algorithmen müssen daher angepasst und optimiert werden.
Unter Einbeziehung der Oberflächentopografie gelingt es, qualitativhochwertige 2D-TFM-Bilder der Fügeebene zu rekonstruieren, die bzgl. Bildqualität und Aussagekraft den Referenzmessungen im US-Mikroskopnahe kommen.
Auch 3D-Rekonstruktionen sind möglich und insbesondere für komplexeSchweißpunkte hilfreich. Allerdings kann die Forderung nach Messzeitenunter fünf Sekunden derzeit nur mit 2D-TFM realisiert werden.