DE102011114547A1

DE102011114547A1 - Verfahren zum zerstörungsfreien Prüfen von Fügeverbindungen wie eines Schweißpunktes eines gefügten Bauteils auf Oberflächenfehler und/oder innere Fehler mittels Thermografie

Info

Publication number: DE102011114547A1
Application number: DE102011114547A
Authority: DE
Inventors: Thomas Kempen; Thomas Gigengack; Ron Putna
Original assignee: Inpro Innovationsgesellschaft fuer Fortgeschrittene Produktionssysteme in der Fahrzeugindustrie mbH
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2011-09-30
Filing date: 2011-09-30
Publication date: 2013-04-04
Anticipated expiration: 2031-10-01
Also published as: DE102011114547B4

Abstract

Verfahren zum zerstörungsfreien Prüfen von Fügeverbindungen wie eines Schweißpunktes (1) eines gefügten Bauteils (2) auf Oberflächenfehler und/oder innere Fehler mittels Thermografie, bei dem das gefügte Bauteil (2) impulsmäßig angeregt und dabei in dem den Schweißpunkt (1) beinhaltenen thermografisch zu erfassenden Prüfbereich (13) des gefügten Bauteils (2) durch Wärmefluss eine Erwärmungszone (8) erzeugt wird, in deren Oberflächentemperaturfeld durch Oberflächenfehler und/oder innere Fehler des Schweißpunktes (1) Verzerrungen entstehen, die mittels einer Infrarotkamera (10) erfasst und anschließend mit einem nachgeschalteten Auswertungssystem ausgewertet werden. Um unabhängig vom Oberflächenzustand des zu prüfenden gefügten Bauteils (2) eine hohe Positioniergenauigkeit der Anregungsquelle bei verbessertem Potential hinsichtlich Robustheit und Langzeitstabilität zu gewährleisten, erfolgt erfindungsgemäß die impulsmäßige Anregung des gefügten Bauteils (2) durch Wirbelstrominduktion einer Planar-Zirkular-Induktionsspule (5), die temperaturstabilisiert und federnd geführt quer zur Anregungsfläche (4) des gefügten Bauteils (2) unmittelbar an diesem exakt auf den Prüfbereich (3) des Schweißpunktes (1) aufliegend elastisch positioniert wird, wobei die Erwärmungszone (8) im Prüfbereich (3) des Schweißpunktes (1) annähernd homogen erzeugt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum zerstörungsfreien Prüfen von Fügeverbindungen wie eines Schweißpunktes eines gefügten Bauteils auf Oberflächenfehler und/oder innere Fehler mittels Thermografie, bei dem das gefügte Bauteil impulsmäßig angeregt und dabei in dem den Schweißpunkt beinhaltenen thermografisch zu erfassenden Prüfbereich des gefügten Bauteils durch Wärmefluss eine Erwärmungszone erzeugt wird, in deren Oberflächentemperaturfeld durch Oberflächenfehler und/oder innere Fehler des Schweißpunktes Verzerrungen entstehen, die mittels einer Infrarotkamera erfasst und anschließend mit einem nachgeschalteten Auswertungssystem ausgewertet werden.
Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zur impulsmäßigen Anregung eines gefügten Bauteils zur Durchführung des Verfahrens.
Bei einem aus der DE 197 03 484 bekannten Verfahren der eingangs erwähnten Art wird durch dem thermografisch zu erfassenden Prüfbereich des gefügten Bauteils zwangsweise eine Wärmefluss durch Temperierungseinrichtungen erzeugt, die die Oberfläche des gefügten Bauteils in Nachbarschaft zum Prüfbereich temperieren. Mit den Temperierungseinrichtungen wird an ihren Kontaktflächen zum gefügten Bauteil eine konstante Temperatur eingestellt und diese mindestens so lange aufrechterhalten, bis ein maximaler Fehlerkontrast erreicht ist. So werden z. B. als Temperierungseinrichtungen bei der zerstörungsfreien Prüfung von Stumpstoßschweißverbindungen an Kunststoffbauteilen Heiz-Kühlmanschetten vorgeschlagen, die zu beiden Seiten der Schweißnaht angeordnet sind und für die zwangsweise Erzeugung eines Wämeflusses durch die Schweißnaht sorgen.
Aus der DE 101 50633 B4 ist weiterhin bekannt, bei einem thermografischen Verfahren sowie einer Vorrichtung zur berührungslosen, zerstörungsfreien automatischen Prüfung von Materialverbindungen, insbesondere bei der Qualitätskontrolle von Schweißverbindungen als impulsartige Anregungsquelle zur Erzeugung des Wärmeflusses im Prüfbereich eine Blitzlampe zu verwenden, die von einem Positionierungssystem wie einem Roboter zusammen mit der Infrarotkamera pixelgenau an jedem zu prüfenden Schweißpunkt des gefügten Bauteils zu positionieren ist. Hierbei wird die Blitzlampe mit einer Plexiglasscheibe ausgerüstet, durch die eine Abschirmung der Wärmestrahlung der Blitzlampe für die Umgebung erfolgen soll. Die Dicke der Plexiglascheibe wird so festgelegt, dass sie das Erzeugen eines ausreichend kurzen Lichtimpuls gewährleistet. In dieser Druckschrift wird auch erwähnt, dass die Infrarot-Lock-In-Thermografie zur Detektion lokaler Wärmeleitfähigkeitsunterschiede eine modulierte Anregung (Licht, Ultraschall, Wirbelstrom) benutzt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung der eingangs erwähnten Art zur Verfügung zu stellen, mit dem bzw. der unabhängig vom Oberflächenzustand des zu prüfenden Bauteils eine hohe Positioniergenauigkeit der Anregungsquelle bei hohem Potential hinsichtlich Robustheit und Standzeit zu gewährleisten ist. Zu dem soll die Möglichkeit einer vereinfachten Programmierung eines für die Positionierung der Anregungsquelle einzusetzenden Roboters gegeben sein.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die impulsmäßige Anregung des gefügten Bauteils durch Wirbelstrominduktion einer Planar-Zirkular-Induktionsspule erfolgt, die temperaturstabilisiert und federnd geführt quer zur Anregungsfläche des gefügten Bauteils unmittelbar an diesem exakt auf den Prüfbereich des Schweißpunktes aufliegend elastisch positioniert wird, wobei die Erwärmungszone im Prüfbereich des Schweißpunktes annähernd homogen erzeugt wird.
Vorzugsweise wird die Erwärmungszone mindestens mit einer Größe von 10 mm × 10 mm erzeugt und der thermisch erfasste Prüfbereich optimal in einer Größe von 20 mm × 16 mm ausgelegt. Weiterhin wird während einer Dauer von 30 Millisekunden bis 100 Millisekunden ein hochfrequenter Wechselstrom von 8 kHz bis 18 kHz mittels eines Induktionsgenerators an die Planar-Zirkular-Induktionsspule zur impulsmäßigen Anregung des Prüfbereiches des Bauteils gelegt wird.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird zudem auch durch eine Vorrichtung zur impulsmäßigen Anregung eines gefügten Bauteils zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens gelöst, die gekennzeichnet ist durch eine mit einem Induktor (Induktionsgenerator) gekoppelte, temperaturstabilisierbare Planar-Zirkular-Induktionsspule, die planar-zirkular, eine Mehrzahl Wicklungen über den Spulendurchmesser aufweisend gewickelt und in der Höhe über mehrere Lagen aufgebaut ist und die in einer Positioniereinrichtung linear hin und her beweglich federnd geführt und mittels letzterer mit einem annähernd planen Flächenteil des Spulenmantels quer zur anregungsseitigen Bauteilfläche an dieser im Prüfbereich des gefügten Bauteils elastisch exakt anpassbar zu positionieren ist und mittels der das gefügte Bauteil impulsmäßig induktiv unter Erzeugung einer nahezu homogenen Erwärmungszone im Prüfbereich anzuregen ist.
Die Positioniereinrichtung weist bevorzugt eine mittels eines Roboters führbare Halterung und eine Führungsschiene aufweist, in der ein in Längsrichtung der Führungsschiene verstellbares Federelement aufgenommen ist, dessen eines Ende an einem Widerlager der Führungsschiene festgelegt und dessen anderes Ende mit einem temperaturstablisierenden Gehäuse beweglich verbunden ist, das in der Führungsschiene ebenfalls in deren Längsrichtung beweglich gelagert und in dem die Planar-Zirkular-Induktionsspule so aufgenommen ist, dass der annähernd plane Flächenteil des Spulenmantels der Planar-Zirkular-Induktionsspule zur Längsrichtung der Führungsschiene vertikal ausgerichtet und zur impulsartigen induktiven Anregung des gefügten Bauteils an der anregungsseitigen Bauteilfläche im Prüfbereich des Bauteils Bauteiltoleranzen ausgleichend durch die Wirkung der Federkraft des Federelementes elastisch plan anliegend exakt zu positionieren ist.
Die Planar-Zirkular-Spule weist bevorzugt 4 bis 7 Wicklungen über den Spulendurchmesser und 3 bis 4 Lagen in der Spulenhöhe auf. Der Querschnitt des Spulendrahtes kann rechteckig mit den Abmessungen 2 mm × 5 mm sein. Weiterhin kann der annähernd plane, die Anregungsfläche bildende Flächenteil des Spulenmantels der Planar-Zirkular-Induktionsspule eine Breite von ca. 25 mm und eine Höhe von 24 mm aufweisen.
Das temperaturstabilisierende Gehäuse der Planar-Zirkular-Induktionsspule kann diese umfassende Kühlkanäle aufweisen, die mit einem Druckluftanschluss kommunizieren und bei Kontakt der Planar-Zirkular-Induktionsspule im Prüfbereich des gefügten Bauteils von der Druckluft temperaturstabilsierend zu fluten sind.
Bevorzugt ist als Induktor ein Induktionsgenerator mit MF 8–18 kHz mit der Planar-Zirkular-Induktionsspule gekoppelt, sodass bei einer Anregungszeit bis maximal 100 Millisekunden eine homogene Erwärmung dL_HubMax in der Erwärmungszone des Prüfbereiches des gefügten Bauteils zu erzielen ist.
Die Erfindung gewährleistet eine exakte Positionierung der induktiven Anregungsquelle unabhängig vom Oberflächenzustand des zu prüfenden gefügten Bauteils in dessen Prüfbereich mit hoher Langzeitstabilität bei der zerstörungsfreien thermografischen Prüfung von Schweißpunkten des gefügten Bauteils und sorgt in deren Prüfbereich für eine annähernd homogene Erwärmungszone. Weiterhin bedingen die Lagerung und lineare Führung der Planar-Zirkular-Induktionsspule und des deren Gehäuse beaufschlagenden Federelementes in der Führungsschiene eine vereinfachte Programmierung eines in Verbindung mit der Positioniereinrichtung einzusetzenden Roboters und sorgen für Robustheit letzterer.
Die Erfindung wird nunmehr unter Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. In diesen sind:
1 eine schematische Darstellung des Funktionsprinzips des thermografischen Prüfverfahrens,
2 eine schematische Darstellung der Planar-Zirkular-Induktionsspule in ihrer die Fügeverbindung induktionsmäßig anregenden Stellung.
3 eine Perspektivansicht einer schematisch dargestellten Planar-Zirkular-Induktionsspule gemäß der Erfindung,
4 eine schematische Ansicht der Planar-Zirkular-Induktionsspule in der Ansicht von vorn, wobei die plane, als Anregungsfläche dienende Auflagefläche des Spulenmantels gezeigt ist,
5 eine schematische Darstellung der minimalen Größe der Erwärmungszone in Zuordnung zur optimalen Größe des thermografisch erfassten Bereichs der gefügten Bauteils zur Erzielung einer homogenen Anregung,
6 eine schematische Darstellung der Positioniereinrichtung der erfindungsgemäßen Vorrichtung, wobei die Plana-Zirkular-Induktionsspule an der anregegungsseitigen Bauteilfläche positioniert ist,
7 eine Draufsicht auf das die Planar-Zirkular-Induktionsspule aufnehmende temeraturstabilsierende Gehäuse in Anregungsposition an dem gefügten Bauteil,
8 ein Diagramm, das die homogene Erwärmung dL_HubMax des gefügten Bauteils durch die Planar-Zirkular-Spule zeigt und
9 ein Diagramm, aus dem der zeitliche Verlauf (zeitlicher Temperaturhub dL) im Prüfbereich des impulsmäßig induktiv angeregten gefügten Bauteils hervorgeht.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum zerstörungsfreien Prüfen von Fügeverbindungen wie eines Schweißpunktes 1 einer gefügten Bauteils 2 auf Oberflächenfehler und/oder innere Fehler mittels Thermografie basiert auf dem aus 1 hervorgehenden Funktionsprinzip: Hiernach wird eine angeregungsseitig des gefügten Bauteils 2 in dessen Prüfbereich 3, der den thermografisch zu untersuchenden Schweißpunkt 1 beinhaltet, unmittelbar an der anregungsseitigen Bauteilfläche 4 eine Planar-Zirkular-Induktionsspule 5 positioniert, die mit einem Induktor 6 in Form eines Induktionsgenerators von MF 8–18 Hz verbunden ist, so dass die Planar-Zirkular-Induktionsspule 5 von einem hochfrequenten Wechselstrom 7 durchflossen wird. Die hierbei in der Planar-Zirkular-Induktionsspule 5 erzeugte Wirbelstrominduktion ermöglicht eine impulsmäßige induktive Anregung des gefügten Bauteils 2 und dadurch bedingt einen Wärmefluss, der eine Erwärmungszone 8 um den Schweißpunkt 1 im Prüfbereich 3 erzeugt. Die infrarote Wärmestrahlung 9 der Erwärmungszone 8 ist von einer Infrarotkamera 10 zu erfassen, die auf der der Anregungsseite des gefügten Bauteils 2 gegenüberliegenden Seite des letzteren angeordnet ist. Liegen Oberflächenfehler und/oder innere Fehler des Schweißpunktes 1 vor, so entstehen im Oberflächentemperaturfeld der Erwärmungszone 8 Verzerrungen, die mittels der Infrarotkamera 10 erfasst und anschließend mit einem dieser nachgeschalteten Auswertungssystem (nicht dargestellt) ausgewertet werden.
2 zeigt schematisch die Positionierung der Planar-Zirkular-Induktionsspule 5 mit einem annähernd planen Flächenteil 12 des Spulenmantels 11 unmittelbar an der anregungsseitigen Bauteilfläche 4 des gefügten Bauteils 2 in dessen Prüfbereich 3, der die Fügeverbindung (den Schweißpunkt 1) abdeckt, wobei die bei der impulsmäßigen induktiven Anregung des gefügten Bauteils 2 durch die derart positionierte Planar-Zirkular-Induktionsspule 5 eine annähernd homogene Erwärmungszone 8 im Prüfbereich 3 des Schweißpunktes 1 erzeugt, wodurch eine sehr exakte thermografische Erfassung von Verzerrungen des Oberflächentemperaturfeldes der Erwärmungszone 8 möglich ist.
Wie 3 verdeutlicht, ist die Planar-Zirkular-Induktionsspule 5, so wie der Name sagt, planar-zirkular in einer Lage gewickelt, und zwar mit einer Mehrzahl Wicklungen über den Spulendurchmesser d, und sie ist zudem in ihrer Höhe h über mehrere Lagen aufgebaut. Vorzugsweise sind 4 bis 7 Wicklungen über den Spulendurchmesser d in einer Lage und 3 bis 4 Lagen in der Spulenhöhe h vorgesehen. Hierbei kann die Querschnittsgeometrie des Spulendrahtes rechteckig mit den Abmessungen 2 mm × 5 mm sein.
Die schematische Darstellung der Planar-Zirkular-Induktionsspule 5 gemäß 4 in der Ansicht von vorn zeigt deutlich den annähernd planen, die Anregungsfläche bildenden Flächenteil 12 des Spulenmantels 11 der Planar-Zirkular-Induktionsspule 5 mit einer bevorzugten Breite von ca. 25 mm und einer Höhe von 24 mm, der an der anregungsseitigen Bauteilfläche 4 des gefügten Bauteils 2 gezielt in dessen Prüfbereich 3 zu positionieren ist. Auf diese Weise ist im Prüfbereich 3 des gefügten Bauteils 2 eine den zu prüfenden Schweißpunkt 1 erfassende Erwärmungszone 8 einer minimalen Größe von 10 mm × 10 mm herzustellen, wobei der von der Infrarotkamera 10 erfasste thermografisch Bereich 13 optimal ca. 20 mm bis 16 mm sein kann, wie aus 5 ersichtlich ist.
Für die gezielte Positionierung der Planar-Zirkular-Induktionsspule 5 mit dem annähernd planen Flächenteil 12 des Spulenmantels 11 an der anregungsseitigen Bauteilfläche 4 im Prüfbereich 3 des gefügten Bauteils 2 zugleich unabhängig von Bauteiltoleranzen kann, wie 6 zeigt, die Planar-Zirkular-Induktionsspule 5 in einer Führungsschiene 15 einer Positioniereinrichtung 14 linear hin und her beweglich geführt sein. In der Führungsschiene 15 ist ein in deren Längsrichtung 16 verstellbares Federelement 17 aufgenommen, dessen erstes Ende 18 an einem Widerlager 19 der Führungsschiene 15 festgelegt und dessen zweites Ende 20 mit einem Gehäuse 21 der Planar-Zirkular-Induktionsspule 5 verbunden ist, das in der Führungsschiene 15 ebenfalls in deren Längsrichtung 16 beweglich gelagert ist. Die Positioniereinrichtung 14 weist weiterhin eine Halterung 22 auf, an der ein nicht dargestellter Roboter zur Führung der Positioniereinrichtung 14 angreifen kann. In 6 ist weiterhin ein flexibles Kabel 23 für die Stromzuführung zum Induktor 6 zu sehen, der mit der Planar-Zirkular-Induktionsspule 5 gekoppelt ist. Vorzugsweise wird mittels des Induktors 6 während einer Dauer zwischen 30 Millisekunden und 100 Millisekunden ein hochfrequenter Wechselstrom zwischen 8 kHz und 18 kHz an die Planar-Zirkular-Induktionsspule 5 zur impulsmäßigen Anregung des Prüfbereichs 3 des gefügten Bauteils 2 gelegt.
Wie schematisch aus 7 hervorgeht, ist das die Planar-Zirkular-Induktionsspule 5 aufnehmende Gehäuse 21 so gestaltet, dass eine Temperturstabilsierung bei Kontakt des annähernd planen Flächenteils 12 des Spulenmantels 11 der Planar-Zirkular-Induktionsspule 5 mit der anregungsseitigen Bauteilfläche 4 im Prüfbereich 3 des gefügten Bauteils 2 bei dessen impulsmäßigen induktiven Anregung gegeben ist. Hierzu weist, wie 7 zeigt, das Gehäuse 21, in dem die Planar-Zirkular-Induktionsspule 5 angeordnet ist, diese umfassende Kühlkanäle 24 auf, die mit einem Druckluftanschluss 25 kommunizieren und bei Kontakt der Planar-Zirkular-Induktionsspule 5 mit der anregungsseitigen Bauteilfläche 4 im Prüfbereich 3 des gefügten Bauteils 2 von der Druckluft temperaturstabilsierend zu fluten sind.
Mittels der Roboter führbaren Positioniereinrichtung 14 ist die Planar-Zirkular-Induktionsspule 5 mit dem annähernd planen Flächenteil 12 des Spulenmantels 11 quer zur anregungsseitigen Bauteilfläche 4 an dieser im Püfbereich 3 des gefügten Bauteils 2 unabhängig von dessen Toleranzen durch die Wirkung des Federelementes 17 elastisch exakt anpassbar zu positionieren. Die linear bewegliche Lagerung des Federelementes 17 und die entsprechende Führung der Planar-Zirkular-Induktionsspule 5 in der Führungsschiene 15 der Positioniereinrichtung 14 bedingen eine vereinfachte Programmierung der Robotersteuerung sowie eine Langzeitstabiltät.
Dem Diagramm gemäß 8, in dem der Temperaturhub in dL über die Pixel der Aufnahme der Infrarotkamera 10 aufgetragen sind, ist die mit der Planar-Zirkular-Induktionsspule 5 erfindungsgemäß erzielbare homogene Erwärmung dL_HubMax in dem gefügten Bauteil 2 zu entnehmen.
Dem Diagramm gemäß 9, in dem der Temperaturhub in dL über die Anzahl der von der Infrarotkamera 10 erzeugten Bilder des thermografisch erfassten Bereichs 13 aufgetragen ist, ist zudem der zeitliche Wärmeverlauf (zeitlicher Temperaturhub dL) durch die Kurve des entsprechenden Signals ΔdL_Signal zu entnehmen, wobei zu erkennen ist, dass der maximale Temperaturhub und damit die homogene Erwärmung dL_HubMax in der Erwärmungszone 8 des gefügten Bauteils 2 schon unmittelbar nach der impulsmäßigen induktiven Anregung des gefügten Bauteils 2 durch die Planar-Zirkular-Induktionsspule 5 erreicht wird.
Bezugszeichenliste

1: Schweißpunkt
2: gefügtes Bauteil
3: Prüfbereich des gefügten Bauteils
4: anregungsseitige Bauteilfläche
5: Planar-Zirkular-Induktionsspule
6: Induktor
7: Wechselstrom
8: Erwärmungszone
9: Wärmestrahlung der Erwärmungszone
10: Infrarotkamera
11: Spulenmantel
12: annähernd plane Fläche des Spulenmantels
13: thermografisch erfasster Bereich
14: Positioniereinrichtung
15: Führungsschiene
16: Längsrichtung der Führungsschiene
17: Federelement
18: erstes Ende des Federelementes
19: Widerlager
20: zweites Ende des Federelementes
21: Gehäuse der Planar-Zirkular-Induktionsspule
22: Halterung
23: Kabel für die Stromzuführung
24: Kühlkanäle
25: Druckluftanschluss
d: Spulendurchmesser
h: Spulenhöhe

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 19703484 [0003]
DE 10150633 B4 [0004]

Claims

Verfahren zum zerstörungsfreien Prüfen von Fügeverbindungen wie eines Schweißpunktes eines gefügten Bauteils auf Oberflächenfehler und/oder innere Fehler mittels Thermografie, bei dem das gefügte Bauteil impulsmäßig angeregt und dabei in dem den Schweißpunkt dsbeinhaltenen thermografisch zu erfassenden Prüfbereich des gefügten Bauteils durch Wärmefluss eine Erwärmungszone erzeugt wird, in deren Oberflächentemperaturfeld durch Oberflächenfehler und/oder innere Fehler des Schweißpunktes Verzerrungen entstehen, die mittels einer Infrarotkamera erfasst und anschließend mit einem nachgeschalteten Auswertungssystem ausgewertet werden, dadurch gekennzeichnet, dass die impulsmäßige Anregung des gefügten Bauteils durch Wirbelstrominduktion einer Planar-Zirkular-Induktionsspule erfolgt, die temperaturstabilisiert und federnd geführt quer zur Anregungsfläche des gefügten Bauteils unmittelbar an diesem exakt auf den Prüfbereich des Schweißpunktes aufliegend elastisch positioniert wird, wobei die Erwärmungszone im Prüfbereich des Schweißpunktes annähernd homogen erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Erwärmungszone mindestens mit einer Größe von 10 mm × 10 mm erzeugt und der thermisch erfasste Prüfbereich optimal in einer Größe von 20 mm × 16 mm ausgelegt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass während einer Dauer zwischen 30 Millisekunden und 100 Millisekunden ein hochfrequenter Wechselstrom von 8 kHz bis 18 kHz mittels eines Induktionsgenerators an die Planar-Zirkular-Induktionsspule zur impulsmäßigen Anregung des Prüfbereiches des gefügten Bauteils gelegt wird.
Vorrichtung zur impulsmäßigen Anregung eines gefügten Bauteils zur Durchführung des Verfahrens nach jedem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine mit einem Induktor (6) gekoppelte, temperaturstabilisierbare Planar-Zirkular-Induktionsspule (5), die planar-zirkular, eine Mehrzahl Wicklungen über den Spulendurchmesser (d) aufweisend gewickelt und in der Höhe (h) über mehrere Lagen aufgebaut ist und die in einer Positioniereinrichtung (14) linear hin und her beweglich federnd geführt und mittels letzterer mit einem annähernd planen Flächenteil (12) des Spulenmantels (11) quer zur anregungsseitigen Bauteilfläche (4) an dieser im Prüfbereich (3) des gefügten Bauteils (2) elastisch exakt anpassbar zu positionieren ist und mittels der das gefügte Bauteil (2) impulsmäßig induktiv unter Erzeugung einer nahezu homogenen Erwärmungszone (8) im Prüfbereich (3) anzuregen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Positioniereinrichtung (14) eine mittels eines Roboters führbare Halterung (22) und eine Führungsschiene (15) aufweist, in der ein in Längsrichtung (16) der Führungsschiene (15) verstellbares Federelement (17) aufgenommen ist, dessen erstes Ende (18) an einem Widerlager (19) der Führungsschiene (15) festgelegt und dessen zweites Ende (20) mit einem temperaturstablisierenden Gehäuse (21) beweglich verbunden ist, das in der Führungsschiene (15) ebenfalls in deren Längsrichtung (16) beweglich gelagert und in dem die Planar-Zirkular-Induktionsspule (5) so aufgenommen ist, das der annähernd plane Flächenteil (12) des Spulenmantels (11) der Planar-Zirkular-Induktionsspule (5) zur Längsrichtung (16) der Führungsschiene (15) vertikal ausgerichtet und zur impulsartigen induktiven Anregung des gefügten Bauteils (2) an der anregungsseitigen Bauteilfläche (4) im Prüfbereich (3) des gefügten Bauteils (2) Bauteiltoleranzen ausgleichend durch die Wirkung der Federkraft des Federelementes (17) elastisch plan anliegend exakt zu positionieren ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Planar-Zirkular-Spule (5) 4 bis 7 Wicklungen über den Spulendurchmesser (d) und 3 bis 4 Lagen in der Spulenhöhe (h) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt des Spulendrahtes rechteckig mit den Abmessungen 2 mm × 5 mm ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der annähernd plane, die Anregungsfläche bildende Flächenteil (12) des Spulenmantels (11) der Planar-Zirkular-Induktionsspule (5) eine Breite von ca. 25 mm und eine Höhe von 24 mm aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das temperaturstabilisierende Gehäuse (21) der Planar-Zirkular-Induktionsspule (5) diese umfassende Kühlkanäle (24) aufweist, die mit einem Druckluftanschluss (25) kommunizieren und bei Kontakt der Planar-Zirkular-Induktionsspule (5) im Prüfbereich (3) des gefügten Bauteils (2) von der Druckluft temperaturstabilsierend zu fluten sind.
Vorrichtung nach Anspruch 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass als Induktor (6) ein Induktionsgenerator mit MF 8–18 kHz mit der Planar-Zirkular-Induktionsspule (5) gekoppelt ist und bei einer Anregungszeit bis maximal 100 Millisekunden eine homogene Erwärmung (dL_HubMax) in der Erwärmungszone (8) des Prüfbereiches (3) des gefügten Bauteils (2) zu erzielen ist.