7.3 Schweißpunkte und Lötstellen
Tutorial zur Ultraschallprüftechnik
Punktschweißen ist ein häufig verwendetes Verfahren zur Verbindung zweier Prüfteile aus Metall, gewöhnlich dünne Platten oder Bleche, durch eine Reihe von kleinen Punkten mit einem Durchmesser von ungefähr 2,5 mm bis 6,5 mm (0,100 Zoll bis 0,250 Zoll). Das Verfahren wird weitgehend im Automobilbau zum Zusammenfügen von Karosserieteilen und einigen Fahrgestellen sowie für andere Metallblechverarbeitungen, wie Vorrichtungen und Metallmobiliar, eingesetzt. Punktschweißstellen werden häufig mit kleinen hochfrequenten Vorlaufprüfköpfen (15 MHz oder 20 MHz) mit Elementen, deren Durchmesser ungefähr denen der Schweißpunkte entsprechen, geprüft.
Die am häufigsten auftretenden Probleme bei Punktschweißstellen sind ungenügende Durchschweißung, ein zu kleiner Schweißpunkt oder rühren von dem Einsatz einer Stabelektrode (mechanisch schwach zusammengefügt aufgrund schlechter Schweißpunktbildung). Diese Bedingungen können beim Vergleich von Echomustern mit Mustern mehrerer Echos von einer Schweißnaht ohne Fehler mit ähnlicher Geometrie identifiziert werden.
Good Weld
There will be a characteristic echo pattern associated with a good weld, in which the spacing between echoes will be proportional to the thickness of the weld, and the decay rate (the rate at which successive echoes decrease in amplitude) will be related to the attenuation within the nugget. This pattern becomes the reference for further tests.
Undersized Weld
In the case of an undersized weld, a portion of the sound beam will reflect from the total thickness of the two metal sheets, while a portion reflects from a single thickness. This creates a pattern in which small peaks representing single-sheet thickness appear between the larger and more widely separated peaks representing the full weld thickness.
Stick Weld
A stick weld is a condition in which the metal sheets are fused, but because of insufficient heating the weld nugget is not fully formed. The echo decay rate will change, with larger peaks appearing on the screen and a smaller drop off in amplitude between any two successive peaks.
No Weld
If there is no fusion between the two pieces of metal (a "no weld" or "unweld" condition), then the successive echoes will be much closer together and larger in amplitude.
Das Hartlötverfahren wird häufig zum Verbinden von Metallrohren mit kleinem Durchmesser und bestimmten anderen kleinen Metallteilen, wie elektrischen Kontakten, eingesetzt. Zwei Metallteile werden mittels metallischem Füllmaterial, das geschmolzen und dann zwischen die beiden Teile gegeben wird, durch Kapillarität zusammengefügt. Lötstellen werden normalerweise mit Senkrechteinschallung geprüft, wodurch die Echoamplitude der Innenseite des Metallteils überwacht wird. Es werden häufig Vorlaufprüfköpfe mit kleinem Durchmesser eingesetzt. Bei einer Lötstelle ohne Fehler am Prüfpunkt gibt die Metall-zu-Metall Stelle eine relativ kleine Reflexion zurück, wohingegen eine Luftspalte eine größere Reflexion zurückgibt. Diese Level werden bei jeder Prüfung, anhand Proben mit bekannten gelöteten und nicht gelöteten Stellen, festgelegt. Das folgende Beispiel zeigt eine Prüfung eines gelöteten Kupferrohrs von 12,5 mm (0,5 Zoll) mit einem Vorlaufprüfkopf von 20 MHz. Die Blende markiert die Tiefe der Verbindungsstelle. Mit Lötstelle ist das Echo an diesem Punkt sehr klein und ohne Lötstelle ist es groß.
