DE1152276B - Verfahren und Einrichtung zur Kennzeichnung von Fehlerstellen bei der magnetostriktiven Pruefung von Draehten und Baendern - Google Patents

Verfahren und Einrichtung zur Kennzeichnung von Fehlerstellen bei der magnetostriktiven Pruefung von Draehten und Baendern

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DE1152276B
DE1152276B DEV20462A DEV0020462A DE1152276B DE 1152276 B DE1152276 B DE 1152276B DE V20462 A DEV20462 A DE V20462A DE V0020462 A DEV0020462 A DE V0020462A DE 1152276 B DE1152276 B DE 1152276B
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DEV20462A
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Dipl-Ing Walter Kaule
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Funkwerk Dresden VEB
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Funkwerk Dresden VEB
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Publication date
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/04Analysing solids
    • G01N29/048Marking the faulty objects

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  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)

Description

  • Verfahren und Einrichtung zur Kennzeichnung von Fehlerstellen bei der magnetostriktiven Prüfung von Drähten und Bändern Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Einrichtung zur Kennzeichnung von Fehlerstellen bei der zerstörungsfreien Prüfung von laufendem Material, insbesondere von Drähten während des Ziehprozesses oder bei Bändern während des Walzens.
  • Bei dem bekannten zerstörungsfreien Materialprüfverfahren nach dem Magnetostriktionseffekt wird mittels einer über den Prüfling geschobenen Spule oder eines auf den Prüfling aufgesetzten Elektrohufeisenmagneten bei Erregung mit einem Impuls durch Magnetostriktion im Prüfling eine Schallwelle erzeugt. Die Schallwelle wandert mit Schallgeschwindigkeit im Prüfling und wird an Fehlerstellen oder Stoßstellen unterschiedlichen Wellenwiderstandes reflektiert. Mit einem Empfänger, der genau wie der Sender ausgebildet sein kann oder mit diesem kombiniert ist, wird nach dem magnetoelastischen Effekt die Energie der reflektierten Welle abgenommen und ausgewertet.
  • Es wurde an anderer Stelle ein Verfahren zur Aufnahme von Magnetostriktionskennlinien vorgeschlagen, wonach das Material bei verschiedener Grundmagnetisierung im Bereich der Magnetostriktionskurve kleinen, während der Messung gleichbleibenden Magnetisierungsstößen ausgesetzt wird und die durch den Magnetostriktionseffekt im Material entstehenden Schallwellen induktiv derart abgenommen werden, daß die bei der verschiedenen Orundmagnetisierung abgenommenen Schallwellenenergien die differenzierten Werte der Magnetostriktionskurve darstellen.
  • Man nennt diese erste Ableitung der Magnetostriktionskurve die Magnetostriktionskennlinie.
  • An Hand dieser Magnetostriktionskennlinien ist es möglich, auf magnetische und tecliiofogische Eigenschaften sowie auf die metallurgische Zusammensetzung zu schließen. Wird die Orundmagnetisierung auf eine markante Stelle der Magnetostriktionskennlinie eingestellt und der Ausgangswert des Empfängers zur Anzeige gebracht, so kann beim kontinuierlichen Durchlaufen des Prüflings an der minderung der Anzeige eine Abweichung der Materialstruktur erkannt werden.
  • Bei der Kombination einer Fehlerprüfung mit der Überwachung der Materialstruktur im technologischen Ablauf des Drahtziehens oder dem Walzen von Bandmaterial ist es notwendig, sofort eine linderung der Materialstruktur zu erkennen, um eine entsprechende Regelung auszulösen und bei der Ermittlung einer Fehlerstelle diese zu kennzeichnen, um im Interesse einer zügigen Fertigung erst später diese Stellen auszusortieren. Es sind Verfahren bekannt, wonach beim Empfang eines Fehlerechos eine auf dem Prüfling gerichtete Farbspritzpistole kurz betätigt wird und so durch einen Farbpunkt die Fehlerstelle erkennbar ist. Dieses Verfahren wirkt sich jedoch nachteilig bei der späteren Fehlersortierung aus, da die Fehlerstelle durch Augenscheinnahme oder, mit höherem Aufwand verbunden, durch Photozellen gesucht werden muß.
  • Ein weiterer Nachteil der Farbkennzeichnung liegt darin, daß keine nachfolgende Oberflächenbehandlung der Werkstoffe im Fertigungsprozeß möglich ist, da sonst die Farbpunkte zerstört werden. Es ist des weiteren ein Verfahren zur Kennzeichnung von Materialien bekannt, nach dem radioaktive Isotope auf oder in dem Material angebracht werden und die Aussortierung mittels Kernstrahlungsindikatoren erfolgt. Zu den schon oben erwähnten Nachteilen kommt hier noch der höhere technische Aufwand und die eventuell nicht gewünschte Aktivierung des Materials dazu.
  • Weiterhin ist es bekannt, bei der zerstörungsfreien Werkstoffprüfung von laufenden Bändern die Meßergebnisse bzw. Fehlersignale auf einem mitlaufenden Magnetophonband oder gelochten Papierstreifen zu speichern. Diese Methode verlangt einen hohen technischen Aufwand, da sowohl bei der Prüfung als auch bei der Aussortierung ein synchroner Lauf des Speichermittels mit dem zu prüfenden Band erforderlich ist. Wenn die Aus sortierung erst bei der Weiterverarbeitung des Halbzeuges vorgenommen werden soll, muß nachteiligerweise mit dem Material das entsprechende Speicherband mit den Prüfergebnissen geliefert werden.
  • Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, ein Verfahren und eine Einrichtung zur Kennzeichnung von Fehlerstellen bei der magnetostriktiven Prüfung von laufenden Materalien während des Fertigungsprozesses zu schaffen, das obengenannte Nachteile vermeidet und eine automatische Fehlersortierung ermöglicht.
  • Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß beim Empfang eines Fehlerechos ein Magnetisierungskopf den vorbeilaufenden Prüfling in definierter Polaritätsfolge magnetisiert und daß die durch Remanenz verbliebenen magnetisierten Stellen bei der Fehlersortierung mit einem Empfangskopf abgenommen werden und eine Auswertung, z. B. Steuerung eines Sortiermechanismus, ermöglichen.
  • Eine erfindungsgemäße Einrichtung zur Kennzeichnung sieht vor, neben dem Sende-Empfangs-Kopf längs des Prüflings einen vom Sende-Empfangs-Kopf gesteuerten Magnetisierungskopf in dem gleichen Abstand anzuordnen, wie bei der Fehlersortierung neben einem Empfangskopf eine von diesem gesteuerte Farbspritzpistole angeordnet ist.
  • Dadurch ist es möglich, das Material auch durch Oberflächenbehandlungsprozesse laufen zu lassen und danach bei der automatischen Fehlersortierung die genauen Orte der Fehlerstellen durch Farbpunkte zu kennzeichnen.
  • Im nachfolgenden Ausführungsbeispiel wird die Erfindung an Hand von zwei Figuren näher erläutert.
  • Fig. 1 zeigt die zur Erklärung der Erfindung notwendige Einrichtung eines Stahldrahtziehprozesses mit den Einrichtungen zur zerstörungsfreien Werkstoffprüfung und Fig. 2 eine Sortiervorrichtung mit Einrichtung zur Farbkennzeichnung der Fehlerstellen.
  • Der Draht 1 wird von Spule 2 abgewickelt und in der Zieheinrichtung 3 auf einen kleineren Durchmesser gezogen. Nach Durchlaufen einer Rekristallisationsglüheinrichtung 4 läuft der Draht durch einen aus Senderspule 5 und Empfangs spule 6 gebildeten Sende-Empfangs-Kopf. In gewissen Zeitabständen, die der Ziehgeschwindigkeit des Drahtes angepaßt sind und die so groß sein müssen, daß Echowellen des vorhergehenden Sendeimpulses abgeklungen sind, erregt der Steuersender 7 die Senderspule 5 mit Impulsen. Infolge Magnetostriktion werden im Draht Schallwellen erzeugt, die sich nach beiden Richtungen mit Schallgeschwindigkeit ausbreiten. Treffen sie auf Fehlerstellen oder Stoßstellen verschiedener Wellenwiderstände, werden sie ganz oder teilweise reflektiert. Das Steuerglied 8 wertet, um einen begrenzten Prüfbereich zu erhalten, nur die vom Empfänger abgenommenen Echowellen aus, die innerhalb einer begrenzten Zeit T nach dem Sendeimpuls zurückkommen. Befindet sich eine Fehlerstelle 9 innerhalb des Prüfbereiches T/2, so lösen die reflektierten Wellen, die mittels der Empfängerspule 6 abgenommen werden, im Steuerglied 8 eine Folge von Stromstößen aus, die den im Abstand A vom Sende-Empfangs-Kopf angeordneten Magnetisierungskopf 10 erregen.
  • Auf Grund der Polaritätsfolge (+) wird der Draht in entsprechender Weise magnetisiert (Südpol, Südpol, Nordpol). Es ist möglich, mit dieser Polaritätsfolge eine Aussage über die Größe des Fehlers zu machen und damit eine Sortierung nach Fehlergrößen vorzunehmen. Gleichzeitig wird durch Auswertung der von der Empfängerspule 6 aufgenommenen Energie der direkten Schallwelle der Senderspule 5 die gleichmäßige Rekristallisation des Drahtes durch Kontrolle eines markanten Punktes der Magnetostriktionskennlinie an dem Anschlag des Instrumentes 11 überwacht.
  • Im weiteren technologischen Ablauf durchläuft der Draht ein Beizbad 12, um die Oberfläche von Zunderschichten, die durch das Rekristallisationsglühen entstanden sind, zu befreien. Zu einem späteren Zeitpunkt kann in einer automatischen Fehlersortierung der Fehler herausgeschnitten oder, wie in Fig. 2 dargestellt, durch Farbpunkte gekennzeichnet werden, wenn es erforderlich ist, die Fehlerstelle ohne technische Hilfsmittel bei der weiteren Verarbeitung des Drahtes zu erkennen.
  • Wie Fig. 2 zeigt, wird der Draht an einen Empfangskopf 13, beispielsweise einer Förstersonde, vorbeigeführt. Die durch Remanenz im Draht verbliebenen magnetischen Stellen erregen die Förstersonde, die ihrerseits Stromstöße in der vorigen Polaritätsfolge (- - an das Steuerglied 14 liefert. Stimmt die Polaritätsfolge mit der vorgewählten überein, so löst das Steuerglied 14 eine auf den Draht gerichtete Farbspritzpistole 15 aus. Da die Farbspritzpistole im gleichen Abstand A von der Förstersonde 13 wie der Magnetisierungskopf 10 von dem Sende-Empfangs-Kopf 5/6 entfernt ist, wird der Farbpunkt genau an die Fehlerstelle gespritzt. Bei einer weiteren Verarbeitung des Drahtes in Automaten ist es möglich, durch die von einer angeordneten Förstersonde gelieferten Stromstöße einen Steuervorgang auszulösen und das fehlerhafte Drahtstück auszuschneiden.

Claims (2)

  1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zur Kennzeichnung von Fehlerstellen bei der zerstörungsfreien Prüfung von laufenden Materialien, insbesondere Bändern und Drähten, nach dem Magnetostriktionseffekt mittels eines kombinierten Sende-Empfangs-Kopfes, der im Material Schallwellen erzeugt und die an Fehlerstellen reflektierten Schallwellen nach dem magnetoelastischen Effekt abnimmt, dadurch gekennzeichnet, daß beim Empfang eines Fehlerechos ein Magnetisierungskopf den vorbeilaufenden Prüfling in definierter Polaritätsfolge magnetisiert und daß die durch Remanenz verbliebenen magnetisierten Stellen bei der Fehlersortierung mit einem Empfangskopf abgenommen werden und eine Auswertung ermöglichen.
  2. 2. Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß neben dem Sende-Empfangs-Kopf längs des Prüflings ein vom Sende-Empfangs-Kopf gesteuerter Magnetisierungskopf in dem gleichen Abstand wie bei der Fehlersortierung neben einem Empfangskopf eine von diesem gesteuerte Farbsprltzpistole angeordnet ist.
    In Betracht gezogene Druckschriften: »Das Industrieblatt«, H. 10, Oktober 1958, S. 425.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1300994B (de) * 1964-08-07 1969-08-14 Siderurgie Fse Inst Rech Verfahren und Vorrichtung zur Markierung von Fehlern auf Prueflingen
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