Echtzeitfähiges Prüfverfahren zur Schweißnahtkontrolle an Aluminium-Bauteilen mittels magnetoresistiver Sensoren

Abstract

Im Bereich der zerstörungsfreien Werkstoffprüfung haben sich in den letzten Jahren aufgrund gesteigerter Anforderungen (ISO 9000 ff.) eine Reihe von neuen Prüfmethoden entwickelt und etabliert. Es existieren dennoch zur Zeit eine Reihe von Problemstellungen in der Qualitätssicherung, welche nur bedingt physikalisch / technisch oder nur mit hohem Kostenaufwand realisierbar sind. Dies betrifft unter anderem die Detektion von Mikrodefekten in Aluminium-Schweissnähten. Es wurde ein Messsystem entwickelt, welches das elektro-magnetische Wirbelstromverfahren zur Fehlerdetektion ausnutzt und eine Online-Prüfung während der Fertigung ermöglicht. Die Detektion von Mikro-defekten erfordert ein Sensorsystem mit im Vergleich zum Materialfehler ähnlichen Abmessungen, um Defektsignaturen mit hinreichender Genauigkeit örtlich aufzulösen. In das Messsystem zur Schweissnaht-prüfung ist ein AMR-Sensor-Array (Anisotropic Magneto Resistance) integriert, welches neben einer Ortsauflösung von etwa 100 µm auch die für diese Prüfaufgabe benötigte Feldempfindlichkeit von 1 nT/Hz^0.5 aufweist. Messungen zeigen, dass Defekte mit einem Durchmesser von 100 µm in einer Schweissnaht, welche zwei 1 mm dicke Aluminium-Bleche verbindet, in einer Tiefenlage von 0.5 mm zuverlässig detektiert und klassifiziert werden können.