AT248154B - Vorrichtung zur zerstörungsfreien Prüfung von Punkt-u. a. Preßschweißungen sowie ein damit auszuübendes Verfahren - Google Patents

Description

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   Vorrichtung zur zerstörungsfreien Prüfung von   Punkt- u.   a.   Pressschweissungen   sowie ein damit auszuübendes
Verfahren 
 EMI1.1 
 

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 möglich, denn nachweisbar bewirken auch Risse und Poren in der Schweisslinse eine Verminderung des
Schallpegels bei der Durchschallung während der Herstellung der Schweissverbindung, jedoch eine wesent- lich grössere Verminderung gegenüber der Gut-Schweissung. Auch treten bei den bei den bekannten Ver- fahren angewendeten Dauerschallverfahren selbst bei Anwendung der Frequenzmodulation Interferenzen auf, die eine eindeutige Amplitudenbewertung unmöglich machen. 



   Der Erfindung hat die Aufgabe zu Grunde gelegen, eine Vorrichtung zur Prüfung von Schweissstellen mittels Ultraschalles zu schaffen, bei der das Messergebnis von Beeinflussung durch Elektrodenspannungen,
Temperaturschwankungen und Änderungen der Ankoppelbedingungen weitgehendst unabhängig ist und die zur Ausübung eines Verfahrens geeignet ist, das nicht nur die einwandfreie Feststellung gestattet, ob ein
Fehler vorliegt oder nicht, sondern mit dem auch die Art des Fehlers erkannt werden kann und dadurch die Möglichkeit gegeben ist, die Schweissmaschine nach einem bestimmten funktionellen Zusammenhang automatisch oder von Hand nachzuregeln. 



   Die Vorrichtung gemäss der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass sie aus einer an sich bekann- ten   Punkt- oder Rollennahtschweissmaschine   besteht mit in der Kuhlbohrung jeder Elektrode angeordne- tem Ultraschallschwinger, vondenender in der einen Elektrode als Senderschallkopf und der in der ändern
Elektrode als Empfängerschallkopf ausgebildet ist, wobei der Senderschallkopf mit einem in bestimmten
Zeitabständen kurzzeitig hochfrequente Spannungsimpulse erzeugenden Generator verbunden ist, während der Empfängerschallkopf, der nicht grösser, vorzugsweise jedoch kleiner ist als die Schweisslinse, mit einem Ultraschallanzeigegerät zum Schallpegelvergleich verbunden ist. 



   Bezüglich des mit dieser Vorrichtung auszuübenden Verfahrens beruht die Erfindung auf der Erkennt- nis, dass eine nur qualitative Feststellung der Änderung des Schallpegels keinen Aufschluss Über die Gute der   Schweissverbindung   bzw. die Art des Fehlers geben kann, sondern dass eine quantitative Bestimmung der   Schallpegeländerung   notwendig ist.

   Demgemäss besteht das Verfahren nach der Erfindung darin, dass mandas Werkstück an der Schweissstelle vor dem Anschalten des Schweissstromes, jedoch während der der
Schweissung vorausgehenden mechanischen Einspannung (Vorpresszeit) und nach dem Abschalten des
Schweissstromes innerhalb der Erkaltungszeit des Schweisspunktes (Nachpresszeit) mittels in die Kuhlbohrung der Elektroden eingebauter Ultraschallschwinger nach dem Impulsverfahren durchschallt, dass man den Quotienten der sich auf Grund der Durchschallung vor und nach der Herstellung der Schweissverbindung ergebenden Schallpegel messtechnisch ermittelt und als Kriterium für die Gute der Schweissverbindung bzw. Art des Fehlers verwertet. 



   Weitere Merkmale und Vorteile des Verfahrens und der Vorrichtung gemäss der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung einer beispielsweisen Ausführungsform einer Vorrichtung zur zerstörungsfreien Prüfung von   Punktschweissungen   mittels des Verfahrens nach der Erfindung an Hand der Zeichnung. 



   Diese zeigt die Elektroden einer gemäss der Erfindung ausgebildeten   Schweissmaschine.   



   In der Zeichnung sind die zu verschweissenden Bleche mit   B.   und Ba bezeichnet. Die Schweisselektroden   E und E einerschweissmaschine   sind in an sich bekannterweise miteinanderfluchtend angeordnet ; sie drucken die Bleche   BündB   mit   vorzugebender Anpresskraft an der zu verbindenden   Stelle aufeinander. Bei der dargestellten Ausführungsform sind beide Elektroden   E und E,   mit einer Bohrung versehen, durch die Kühlmittel   K, und K,   fliesst, das    durch einen Einlassstutzen 11 und 12   einläuft und durch einen Auslassstutzen   Al bzw. A,   abfliesst. Innerhalb der Kühlmittel   K   bzw. K2 der Elektrode    E1 bzw. E2 ist   je ein Ultraschallschwinger    Si   bzw.

   S 2 so angeordnet, dass die Verbindungslinie der Mittelachsen der Schwingerplatten mit der Mittelachse der Elektrode und damit mit der Verbindungslinie der Mittelachsen beider Elektroden zusammen fällt. 



   Bei der Vorrichtung gemäss der Erfindung sind die Schwinger sowie die Elektroden leicht auswechselbar und ihre Grösse kann den Prüfbedingungen optimal angepasst werden, so dass, falls gewünscht, auch eine partielle Durchschwingung der Schweisslinse möglich ist. 



   Die Vorrichtung arbeitet wie folgt : In einem Generator wird zu bestimmten Zeitpunkten T 1 im Zeitabstand to ein hochfrequenter Spannungsimpuls erzeugt. Dieser wird dem Sender zugeführt und in diesem über den Piezoeffekt in einen hochfrequenten Schalldruck umgeformt. Die Schallimpulse laufen über das Koppelmedium - in diesem Fall die   Kühlflüssigkeit-,   den Elektrodenboden, durch die zwischen den Elektroden unter Vorpressdruck eingespannten, zu verschweissenden Bleche   B1   und B2 über die Gegenelektrode und deren Kühlflüssigkeit zum Empfänger, wo sie jeweils zu einem Zeitpunkt   t,   eintreffen und in eine dem Schalldruck proportionale elektrische Spannung umgewandelt werden.

   In einem Verstärker wird diese Spannung. wie an sich bekannt, verstärkt sowie gleichgerichtet und über einen Monitor, der von einer Steuereinheit im Zeitabstand to jedoch gegenüber den Zeitpunkten   t1   um die Lauf- 

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 zeit t3 = t2 = tl verschoben, durchgeschaltet wird, einem Speicher zugeführt. Eine Regeleinheit re-   gelt die Verstärkerempfindlichkeit   so weit nach, bis die am Speicher anstehende Spannung einem Sollwert entspricht. Sobald diese Regelung abgeschlossen ist, wird vom Steuersystem der Schweissstrom angeschaltet. Nach Abschalten des Schweissstromes wird während des Erkalten in der sogenannten Nachpresszeit die Schweissstelle wieder nach dem   Impulsverfahren   durchschallt.

   Dabei schaltet das Steuersystem den Monitor mit dem Auswertegerät zusammen, so dass die nun am Monitor auftretende Spannung dem Auswertegerät zugeführt wird, das die Differenz dieser Spannung zum Sollwert am Speicher zur Anzeige bringt und je nach Grösse und Richtung dieser Anzeige bestimmte Fehler kennzeichnende Signale abgibt. 



   PATENTANSPRÜCHE : 
1. Vorrichtung zur zerstörungsfreien Prüfung von Punkt- und andern Pressschweissungen mittels Ultra- 
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 denen der in der einen Elektrode   (E)   als Senderschallkopf   (S)   und der in der andern Elektrode   (E)   als Empfängerschallkopf (S2) ausgebildet ist, wobei derSenderschallkopf   (S)   mit einem in bestimmten Zeitabständen kurzzeitig hochfrequente Spannungsimpulse erzeugenden Generator verbunden ist, während der Empfängerschallkopf   (S.), der   maximal so gross, vorzugsweise jedoch kleiner ist als dieSchweisslinse, mit einem Ultraschallanzeigegerät zum Schallpegelvergleich verbunden ist.

Claims (1)

1. 2. Verfahren zur zerstörungsfreien Prüfung von Punkt- und andern Pressschweissungen mittels der Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkstück an der Schweissstelle vor dem Anschalten des Schweissstromes, jedoch während der dem Anschalten des Schweissstromes vor- ausgehenden mechanischen Einspannung (Vorpresszeit) und nach dem Abschalten des Schweissstromes innerhalb der Erkaltungszeit des Schweisspunktes (Nachpresszeit) nach dem Impulsverfahren durchschallt wird, dass der Quotient der sich auf Grund der Durchschallung vor und nach der Herstellung der Schweissverbindung ergebenden Schallpegel messtechnisch ermittelt und als Kriterium für die GUte der Schweissverbindung bzw. Art des Fehlers dient.