DE3129321A1

DE3129321A1 - Verfahren und einrichtung zur zerstoerungsfreien kontrolle von punktschweissverbindungen

Info

Publication number: DE3129321A1
Application number: DE19813129321
Authority: DE
Inventors: Gennady Nikolaevi&ccaron; Tolyatti Aleksees; Vasily Vasilievi&ccaron; Ardentov; Viktor Sergeevi&ccaron; Fastrizky; Jury Borisovi&ccaron; Leningrad Florinsky; Viktor Ivanovi&ccaron; Plotnikov; Leonid Antonovi&ccaron; Rodnevsky; Laimonis Teodorovi&ccaron; Riga Vingris
Original assignee: RIZHSKIJ POLT INST
Current assignee: RIZHSKIJ POLT INST
Priority date: 1981-07-24
Filing date: 1981-07-24
Publication date: 1983-02-17
Also published as: DE3129321C2

Description

Verfahren und Einrichtung zur zerstörungsfreien Kontrolle
von Punktschweißverbindungen "Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur zerstörungsfreien Kontrolle von Punktschweißverbindungen, also allgemein das Gebiet der Kontrolle von Schweißverbindungen.
Besonders vorteilhaft kann die Erfindung in der Maschinen-, Schiff", Flugzeug- und Kraftfahrtzeugbauindustrie zur Defektoskopie und zerstörungsfreie Kontrolle der Eigenschaftsänderungen von Werkstoffen verschiedener Metallkonstruktionen verwendet werden.
Die Punktschweißung ist eines der am meisten verbreitet ten Verfahren zur Verbindung von Werkstücken; z. B. sind in einem Kraftfahrzeug mehr als 22 000 Schweißpunkte vorhanden.
Die Verwendung der Punkt schweißung in betriebswichtigen Konstruktionen ist jedoch ohne Vorhandensein eines sicheren Verfahrens und einer E binrichtung zur Kontrolle der Schweißpunktlinse in der Punktschweißverbindung unmöglich.
Es gibt ein Verfahren zur zerstörungsfreien Kontrolle von Punktschweißverbindungen, das darin besteht, daß auf die zu kontrollierende Schweißverbindung eine Röntgenstrahlung gerichtet wird, die von verschiedenen Abschnitten der Schweißpunktlinse wegen deren Inhomogenität in bezug auf ihre chemische Zusammensetzung ungleichmäßig absorbiert wird. Die Röntgenstrahlung durchdringt die zu kontrollierende S chweiß verbindung und gelangt auf einen Röntgenfilm, auf dem sich nach Entwicklung die Seigerungsringe abbilden, nach deren Ausmaß auf den Durchmesser der Schweißpunktlinse geschlossen wird.
Die Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens zur zerstörungsfreien Kontrolle von Punktschweißverbindungen enthält eine Röntgenstrahlungsquelle und einen Indikator, z. 3.
einen Röntgenfilm, auf dem die durch das zu kontrollierende Erzeugnis durchgelauSenen Strahlung fixiert wird.
Ein Nachteil des oben beschriebenen Verfahrens und der Einrichtung zur zerstörungsSreien Kontrolle von Punktschweißverbindungen besteht darin, daß es für Werkstoffe, die keine scharf ausgeprägte Inhomogenität der chemischen Zusammensetzung über den Querschnitt durch die Schweißpunktlinse aufweisen, unmöglich ist, einen solchen gefährlichen und verbreiteten Defekt von Schweißverbindungen wie Kaltschweißung herauszustellen.
Außerdem haben dieses Verfahren und die Einrichtung eine niedrige Arbeitsproduktivität und hohe Selbstkosten.
Man kann die arbeitsproduktivität des Verfahrens erhöhen und die Selbstkosten der Ausrüstung herabsetzen, indem das Wirbelstromkontrollverfahren verwendet wird, das darauf beruht, daß die Schweißpunktlinse der zu kontrollierenden Schweißverbindung und der verschweißte Werkstoff außerhalb der Zone der Schweißpunktlinse verschiedene Werte der spezifischen elektrischen Leitfähigkeit haben.
In den Einrichtungen, denen das Wirbelstromkonstrollverfahren zugrunde liegt, muß eine Ausblendung des Störeinflusses einer Änderung der Spaltgröße zwischen dem auflegbaren Wirbelstromumformer und der zu kontrollierenden Schweißverbindung, die wegen des Elektrodeneindrucks in der Zone des Schweißpunktlinse entsteht, eine Ausblendung des Einflusses der lokaler Inhomogenität in bezug auf die chemische Zusammensetzung des zu kontrollierenden Erzeugnisses, eine Ausblendung des Temperatureinflusses des zu kontrollierenden Erzeugnisse3 und eine Äusblendung des Einflusses, der durch die Strukturänderung des Werkstoffes der zu kontrollierenden Erzeugnisse infolge deren mechanischer Bearbeitung hervorgerufen wird, vorgesehen werdene Ublich ist ein Verfahren zur zerstörungsfreien Kontrolle von Punktschweißverbindungen, das darin besteht, daB in der Zone der zu kontrollierenden Schweißverbindung ein primäres elektromagnetisches Feld erzeugt wird, das in der genannten Zone Wirbelströme induziert, die ihrerseits ein sekundäres Feld erzeugen, wonach der Phasenwert der Feldstärke des resultierenden elektromagnetischen Feldes bestimmt wird, woraus auf das Vorhandensein und die Güte der Schweißpunktlinse einer Schweißverbindung geschlossen wird, Die Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur zerstörungsfreien Kontrolle von Punktschweißverbindungen enthält von einen Sinusspannungsgenerator, einen an den einen/dessen Ausgängen zugeschalteten Bezugskanal, der einen Phasenschieber darstellt, dessen Ausgang mit einem der Eingänge des Phasenmessers verbunden ist, und einen dem anderen Ausgang des General tors zugeschalteten Meßkanal, der eine Ausschlagbrückenschaltung darstellt, in deren einen Arm ein auflegbarer Wirbelstromumformer eingeschaltet wird und deren Ausgang mit dem anderen Eingang des Phasenmessers verbunden ist.
Die Spannung gelangt vom Sinusspannungsgenerator an den Phasenschieber, der zur Einstellung der Bezugsspannungsphase dient, und an die Brückenschaltung, in deren einen Arm der auflegbare Wirbelstromumformer eingeschaltet ist, der auf die zu kontrollierende Schweißverbindung aufgelegt wird. In Abhängigkeit von der Güte der Schweißverbindung ändert sich der komplexe Widerstand des Umformers und damit das husgangssignal der Brückenschaltung, in die er eingeschaltet ist. Die Brückenschaltung ist so abgestimmt, daß die Phase der Ausgangsspannung von der Größe des Spalts zwischen dem auflegbaren Wirbelstromumformer und dem Erzeugnis nicht abhängt und nur durch Änderung der elektrischen Leitfähigkeit in der zu kontrollierenden Zone bestimmt wird, die ihrerseits von der Güte der Schweißung abhängt. Das Signal gelangt vom Ausgang des Phasenschiebers an einen der Eingänge des Phasenmessers und vom Ausgang der BrUckensahaltung an den zweiten Eingang des Phasenmessers. Bei Auflegen des Umformers auf eine Normalschweißverbindung wird mit Hilfe des Phasenschiebers die Phase der Bezugsspannung so geändert, daß die Phasenverschiebung zwischen der Bezagsspannung und der Meßspannung im Fall einer hochwertigen Schweißung gleich Null ist. Danach wird der Umformer auf die zu kontrollierende Schweißverbindung aufgelegt und nach den Anzeigen des Phasenmessers die Güte der Schweißung bestimmt.
Dieses Verfahren und die Einrichtung zur zerstörungsfreien Kontrolle von Punktschweißverbindungen ermöglichen die Ausblendung des Störeinflusses einer Änderung der Spaltgröße zwischen dem auflegbaren Wirbelstromumformer und der zu kontrollierenden Schweißverbindung nur dann, wenn die Phase der Ausgangsspannung der Ausschlagbruckenschaltung ungefahr linear von der spezifischen elektrischen Leitfähigkeit des Werkstoffs der zu kontrollierenden Schweißverbindung und von der Größe des Spalts abhängt, wobei bei einer Störung dieser linearen Abhängigkeit sogleich eine vollständige Ausblendung des Einflusses der Spaltgröße praktisch unmöglich wird, und infolgedessen wird die Phase der Ausgangsspannung der Ausschlagbrückenschaltung auch von der Größe dieses Spalts abhängen.
Dieses Verfahren und die Einrichtung zur zerstörungsfreien Kontrolle von Punktschweißverbindungen gestatten keine eindeutige Beantwortung der Frage, ob die änderung der elektrischen Leitfähigkeit im Werkstoff der zu kontrollierenden Schweißverbindung im Vergleich zu der elektrischen Leitfähigkeit im Werkstoff der Normalschweißverbindung infolge einer hochwertigen Schweißung oder unter dem Einfluß solcher unerwünschter Faktoren erfolgt wie z.B.: - lokale Inhomogenität in Bezug auf die chemische Zusammensetzung des Werkstoffs der zu kontrollierenden Schweißverbindung; - Änderung der umgebenden Temperatur; - Struckturänderung des Werkstoffs des zu kontrollierenden Erzeugnisses infolge dessen mechanischer Bearbeitung.
Außerdem gestatten es diese Verfahren und die Einrichtung zur zerstörungsfreien Kontrolle von Punktschweißverbindungen, die Güte der Schweißpunktlinse nur nach der Änderung von eines deren Parameter zu beurteilen, und zwar nach der Änderung der spezifischen elektrischen Leitfähigkeit des in der Zone der Schweißpunktlinse befindlichen Werkstoffs, wodurch die Zuverlässigkeit der Kontrolle herabgesetzt wird.
Darüber hinaus muß die Einrichtung durch Aufsetzen des auflegbaren Wirbelstromumformers auf eine Normalschweißverbindung im voraus abgestimmt werden. Es ist jedoch für eine Reihe von Werkstoffen, wie z.B. für Aluminium-Magnesiumlegierungen unmöglich, eine Normalschweißverbindung nach zerstörungsfreien Verfahren festzustellen.
Es ist ein Verfahren zur zerstörungsfreien Kontrolle von Punktschweißverbindungen bekannt (US-PS 3526829), das darin besteht, daß zwei elektromagnetische Impulsfelder erzeugt werden, wobei das eine auf die zu kontrollierende Schweißverbindung und das andere auf die Normalschweißverbindung einwirkt. Danach wird die Eindringungstiefe beider elektromagnetischer Impulsfelder in die Schweißverbindung durch Messen der dynamischen Impedanz infolge Einwirkung der induzierten Wirbelströme auf die sie hervorrufenden elektromagnetischen Felder bestisst.
Die Einrichtung zur Durchfuhrung dieses Verfahrens zur zerstörungsfreien Kontrolle von Punktschweißverbindungen enthält Wirbelstromumformer, die auf die Normalsohweißverbindung und auf die zu kontrollierende Schweißverbindung aufgelegt werden, einen Impedanzvergleichsblock, dessen Eingänge mit dem Wirbelstromumformer verbunden sind, und einen steuerbaren Schalter, dessen Ausgang mit einer Energiespeicherquelle in Verbindung steht. Der Ausgang des Vergleichsblocks ist mit einer Schwellenschaltung verbunden, deren Ausgung mit einem Informationswiedergabeblook in Verbindung steht, in dem das sich in Übereinstimmung mit der Differenzänderung der gemessenen Impedanzwerte in der Normalschweißverbindung und in der zu kontrollierenden Schweißverbindung ändernde Informationssignal in der Form Tauglich .- Ausschuß" wiedergegeben wird.
Mit Hilfe dieses Verfahrens und der Einrichtung können Punktschweißverbindungen geringer Stärke kontrolliert werden.
Die gleichzeitige Messung elektromagnetischer parameter der zu kontrollierenden Schweißverbindung und der Normalschweißverbindung und der Vergleich der Meßergebnisse ermöglichen es, in einem gewissen Maße den Störeinfluß der Temperaturänderung des umgebenden Mediums zu beseitigen, wenn vorausgesetzt wird, daß die Temperaturen der zu kontrollierenden 5chweißverbindung und der Normalschweißverbindung gleich sind.
Es ist jedoch schwierig, dieses Verfahren und die Einrichtung zur zerstörungsfreien Kontrolle von Punktschweißverbindungen fUr Schweißverbindungen zu benutzen, die aus Werkstoffen mit einer starken Streu der chemisch-physikalischen Kennwerte innerhalb ein und derselben Werkstoff sorte hergestellt sind.
Es ist ein Verfahren zur zerstörungsfreien Kontrolle.
von Punktschweißverbindungen bekannt (SU-ES 336587), das darin besteht, daß in der Zone der Schweißpunktlinse der zu kontrollierenden Schweißverbindung mit Hilfe eines auflegbaren Wirbelstromumformers ein primäres niederfrequentes elektromagnetisches Feld erzeugt wird, das in der angegebenen Zone Wirbelströme erregt, die ein sekundäres niederfrequentes elektromagnetisches Feld erzeugon0 Dnach wird der Phasenwert der Feldstärke des resultierenden niederfrequenten elektromagnetischen Feldes bestimmt, auf dessen Grund man die Güte der Schweißpunktlinse beurteilt.
Die Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur zerstörungsfreien Kontrolle von Punktschweißverbindungen enthält einen niederfrequenten Meßkanal, der einen Niederfrequenzsignalgenerator, eine dessen Ausgang zugeschaltets T-artige, L, C, R - Ausschlagbrückenschaltung, einen als L-Element in die T-artige Brücke geschalteten Hauptwirbelstromumformer, einen elektronischen Indikator des Ausgangssignals der Bücke, einen Phasenschieber, Frequenzvervielfacher und einen Phasendetektor, die zwischen den Ausgang des Generators und den auflegbaren Hauptwirbelstromumformer geschaltet sind, aufweist.
In der Mitte des auflegbaren Hauptwirbelstromumformers ist ein Zusatzwirbelstromumformer unbeweglich befestigt, der gemeinsam mit dem Kondensator einen Meßkreis bildet, der zur Kontrolle der Eindrucktiefe bestimmt ist. Der Meßkreis des Zusatzwirbelstromumformers ist an einen Hochfrequenzgenerator und an einen Indikator der Eindrucktiefe angeschaltet.
Die Sinusspannung gelangt vom Niederfrequenzgenerator an den Eingang der artigen Brückenschaltung und an den Phasen.
schieber. Die Brückenschaltung wird unter Auflegen des auflegbaren Hauptwirbelstromumformers auf die Normalschweißverbindung abgeglichen. Dann wird der auflegbar Hauptwirbelstromumformer, dessen Parameter sich in Abhängigkeit von der Schweißgüte ändern, auf die zu kontrollierende Schweißverbindung aufgelegt, und am Ausgang der Brücke erscheint ein Verstimmungssignal, das von der Schweißgüte abhängt.
Die Amplitude des Verstimmungssignals wird durch den elektronischen Indikator gemessen. Zur Phasenmessung wird das Signal unmittelbar vom aufgelegten Hauptwirbelstromumformer abgegriffen und über den Frequenzvervielfcher dem Phasenmesser zugeleitet. Die Bezugsspannung gelangt über den Phasenschieber und den Frequenzvervielfacher an den Phasenmesser vom iiederfrequenzgenerator. Dem Meßkreis zur Kontrolle der indrucktiefe wird die Spannung vom Hochfrequenzgenerator zugeleitet. Das der Eindrucktiefe entsprechende Signal gelangt vom Meßkreis an den Indikator der Sindrucktiefe.
Dieses Verfahren und die Einrichtung ermöglichen eine Ausblendung des Störenflusses einer Änderung der Splatgrö-Be zwischen dem auflegbaren Wirbelstromumformer und der zu kontrollierenden Schweißverbindung.
Das Verfahren und die Einrichtung sind jedoch durch eine geringe Zuverlässigkeit der Kontrolle gekennzeichnet, da sie keine eindeutige Schlußfolgerung gestatten, ob die Anderung der spezifischen elektrischen Leitfähigkeit im Werkstoff der zu kontrollierenden Schweißverbindung im Vergleich zur spezifischen elektrischen Leitfähigkeit im Werkstoff der Normalschweißverbindung infolge einer hochwertigen Schweißung oder unter dem Einfluß solcher unerwünschten Faktoren wie lokale Inhomogenität in bezug auf die chemische Zusammensetzung des Werkstoffs der zu kontrollierenden Schweißverbindung, Änderung der Temperatur des umgebenden Mediums oder Änderung der Struktur des Werkstoffs der zu kontrollierenden Schweiß verbindung infolge dessen mechanischer Bearbeitung geschehen ist.
Außerdem werden wegen der Verwendung von zwei gleicht achsig angeordneten auflegbaren Wirbelstromumformern die Gesamtabmessungen der Einrichtung bedeutend vergrößert Es gibt ein Verfahren zur zerstörungsfreien Kontrolle von Punktschweißverbindungen (s. z. B. "Thesen der Vorträge an der Zweiten Hochschulenkonferenz über Phagen der zerstörungsfreien Kontrolle", Riga, Ausgabe des Rigaer Polytechnischen Instituts, 1975, S. 140-143), das darin besteht, daß zunächst eine Eichung durchgeführt wird, d.h. es wird zunächst an Normalschweißpunkten getrennt die Abhängigkeit der Feldstärkenphase mit jeder der verendeten Frequenzen von den gemessenen Parametern dsr Punktschweißverbindung, und zwar von der Einbrandtiefe und vom Durchmesser der Schweißpunktlinse, abgegriffen, und dann wird ein Diagramm aufgestellt'.
Danach wird in der Zone der Schweißpunktlinse der zu kontrollierenden 5 chweißverbindung ein primäres niederfrequentes elektromagnetisches Feld erzeugt, das in der genannten Zone Wirbelströme erregt, die ein mit dem primären niederfrequenten elektromagnetischen Feld zusammenwirkendes sekundäres niederfrequentes elektromagnetisches Feld erzeugen, wodurch sich ein resultierendes niederfrequentes elektromagnetisches Feld ausbildet, wonach man den Phasenwert der Feldstärke des resultierenden niederfrequenten elektromagnetischen Feldes bestimmt, ein primäres hochfrequentes elektromagnetisches Feld in der Zone des Schweißpunktes der zu kontrollierenden Schweißverbindung erzeugt, das Wirbelströme in der erwähnten Zone erregt, die ein sekundäres hochfrequentes elektromagnetisches Feld erzeugen, welches seinerseits mit dem primären hochfrequenten elektromagnetischen Feld zusammenwirkt, wodurch sich ein resultierendes hochfrequentes elektrornagnetisches Feld ausbildet, und den Phasenwert der Feldstärke des resultierenden hochfrequenten elektromagnetischen Feldes bestimmt; Danach werden auf dem im voraus aufgestellten Diagramm Punkte ermittelt, die den erhaltenen Phasenwerten der Feldstärken des resultierenden hochfrequenten und des resultierenden niederfrequenten elektrorrKlgnetischen Feldes entsprechen, und es wird die Güte des Schweißpunktes beurteilt.
Die Einrichtung zur Durchfahrung dieses Verfahrens zur zerstörungsfreien Kontrolle von Punkt schweißverbindungen enthält einen auflegbaren Wirbelstromumformer, einen niederfrequenten Meßkanal, der einen Niederfrequenzsignalgenerator, eine Ausschlagbrückenschaltung und einen Phasendetektor in Reihenschaltung umfaßt, einen hochfrequenten Meßkanal, der einen Hochfrequenzsignalgenerator, eine Ausschlagbrückenschaltung und einen Phasendetektor in Reihenschaltung umfaßt, sowie einen Indikator Dieses Verfahren und die Einrichtung gestatten es, in einem gewissen Maße die Zuverlässigkeit der Kontrolle zu erhöhen, da sie die Beurteilung der Güte der Schweißpunktlinse nach zwei Parametern, und zwar nach der Einbrandtiefe und nach dem Durchmesser der Schweißpunktlinse, ermöglicht.
Das Verfahren und die Einrichtung haben jedoch desgleichen eine unausreichende Zuverlässigkeit, da die Güte der Schweißpunktlinse nach den absoluten Phasenwerten der Feldstarke der resultierenden elektromagnetischen Pelder beurteilt wird.
Außerdem gestatten das Verfahren und die Einrichtung keine eindeutige Feststellung, ob die Änderung der spezifischen elektrischen Leitfähigkeit im Werkstoff der zu kontrollierenden Schweißverbindung im Vergleich zu der spezifischen olektrischen Leitfähigkeit im Werkstoff der Normalschweißverbindung infolge einer hochwertigen Schweißung oder unter dem Einfluß solcher unerwünschten Faktoren, wie lokale Inhomogenität in bezug auf die chemische Zusammensetzung des Werkstoffs der zu kontrollierenden Schweißverbindung, Änderung der Temperatur des umgebenden Mediums und Änderung der Struktur des Werkstoffs der zu kontrollierenden Schweißverbindung infolge dessen mechanischer Bearbeitung, geschehen ist.
Der Erfindng liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine dinrichtung zur zerstörungsfreien Kontrolle von Punktschweißverbindungen zu entwickeln, bei denen die Güte der Schweißverbindung in Abhängigkeit von den Phasenwerten der Feldstärken des resultierenden hochfrequenten und des resultierenden niederfrequenten elektromagnetlschen Feldes so bestimmt wird, daß dabei eine Erhöhung der Zuverlässigkeit der Kontrolle durch Ausblendung des Einflusses einer Änderung der chemischen Zusammensetzung des Werkstoffs, einer Änderung der struktur des Werkstoffs infolge dessen mechanischer Bearbeitung und einer Änderung der Außenbedingungen, z. B. der Temperatur des umgebenden Mediums, ermöglicht - wird.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß beim Verfahren zur zerstörungsfreien Kontrolle von Punktschweißverbindungen durch Erzeugung eines primären niederfrequenten und elektromagnetischen Feldes in der Zone der Schweißpunktlinse der zu kontrollierenden Schweißverbindung, das in der genannten Zone Wirbelströme erregt, die ein mit dem primären niederfrequenten elektromagnetischen Feld zusammenwirkendes sekundäres niederfrequentes elektromagnetisches Feld erzeugen, wodurch sich ein resultierendes niederfrequentee elektromagnetisches Feld ausbildet, Bestimmung des Phasenwerts der Feldstärke des resultierenden niederfrequenten elektromagnetischen Felds in dieser Zone, Erzeugung eines primären hoahfrequenten elektromagnetischen Feldes in der Zone des Schweißpunktes der zu kontrollierenden Schweißverbindung, das in der genannten Zone Wirbelströme erregt, die ein mit dem primären hochfrequenten e lektromagnetischen Feld zusammenwirkendes sekundäres hochfrequentes elektromagnetisches Feld erzeugen, wodurch sich ein resultierendes hochfrequentes elektromagnetisches Feld ausbildet, sowie durch Bestimmung des Phasenwerts der Feldstärke des resultierenden hochfrequenten elek tromagnetischen Felde in dieser Zonen wobei naoh den Phasenwerten der Feldstärken der resultierenden elektromagnetischen Felder die Güte der Schweißpunktlinse der zu kontrolliewird renden Schweißverbindung beurteilt4< erfindungsgemäß die Differenz zwischen dem Phasenwert der Feldstärke des resultierenden hochfrequenten elektromagnetischen des und deni Phasenwert der Feldstärke des resultierenden niederfrequenten elektromagnetischen Feldes bestimmt wird, wodurch die Güte der Schweißpunktlinse der zu kontrollierenden Schweißverbindung in direkter Abhängigkeit vom Wert dieser Differenz beurteilt wird.
Die Bestimmung der Differenz zwischen den Phasenwerten der Feldstärken der resultierenden elektromagnetischen Felder ermöglicht eine zuverlässige Folgerung über die Güte der Punktschweißverbindung bei verschiedenen Störeinflüssen.
Bei Einwirkung solcher Störeinflüsse, wie eine Inkonstans der chemischen Zusammensetzung des Werkstoffs der zu verbindenden Werkstücke, eine Änderung der Struktur des Werkstoffs während dessen mechanischer Bearbeitung sowie eine Änderung der Temperatur des umgebenden Mediums, entstehen bedeutende Änderungen der spezifischen elektrischen Leitfähigkeit des Werkstoffs, die sich gleichwertig oder sogar größer erweisen können als die durch den Schweißvorgang bedingten Änderungen der spezifischen elektrischen Leitfähigkeit.
Da diese durch die oben angegebenen Störeinflüsse bedingten Änderungen der spezifischen elektrischen Leitfähigkeit praktisch in gleichem Maße sowohl in der Oberflächenschicht als auch in der Schweißpunktlinse vor sich gehen hängt die Differenz zwischen den Werten der spezifischen elektrischen Leitfähigkeiten bzw. zwischen den Phasenwerten der Feldßtärken, die entsprechend den spezifischen elektrischen Leitfähige keiten in diesen Zonen proportional sind, vom Einfluß der oben angegebenen störenden Faktoren nicht ab und wird nur durch Änderung der Struktur des Werkstoffes während des Schweißvorgangs bestimmt.
Es ist zweckmäßig, daß in der in unmittelbarer Nähe vom Schweißpunkt liegenden Zone ein primäres hochfrequentes elektromagnetisches Feld erzeugt ist, das in der genannten Zone Wirbelströme erregt, die eine mit dem primären hochfrequenten elektromagnetischen Feld zusammenwirkendes sekundäres hochfrequentes elektromagnetisches Feld erzeugen, wodurch sich ein resultierendes hochfrequentes Feld ausbildet, daß die Differenz zwischen dem Phasenwert der Feldstärke des resultierenden hochfrequenten elektromagnetischen Feldes in der in urimittelbarer Nähe vom Schweißpunkt liegenden Zone und dem Phasenwert der Feldstärke des resultierenden hochfrequenten elektromagnetischen Feldes in der Schweißpunktzone bestimmt wird, und daß die Güte der Schweißpunktlinse in direkter,bhängigkeit vom Wert dieser Differenz beurteilt wird.
Die Erzeugung des primären hochfrequenten e lektromagnetischen Feldes.in der in unmittelbarer Nahe von der Punktschweißverbindung liegenden Zone gestattet es, Wirbelströme zu erregen und die Phase der Feldstärke des resultierenden elektromagnetischen Felds in der Oberflächenschicht zu masen, die keiner thermischen Bearbeitung während des Schweißens unterzogen wurde.
Beim Vorhandensein eines Defekts des Typs "Vergklebung" rufen die Änderungen der Werkstoffstruktur in der Oberflächenschicht der Schweißverbindung unwesentliche Änderungen der spezifischen elektrischen Leitfähigkeit hervor, die sich wenig von der spezifischen elektrischen Leitfähigkeit des keiner thermischen Einwirkung unterzogenen Werkstoffs unterscheidet.
Das Vorhandensein eines Defekts des Typs "durchgehende Durchschmelzung" wird durch eine bedeutende Änderung der Werkstoffstruktur auch in der Oberflächenschicht der Schweißverbindung sowie durch eine entsprechende wesentliche nderung ihrer spezifischen elektrischen Leitfähigkeit gekezeichnet.
Diese Aufgabe wird auch dadurch gelöst, daß in der Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur zerstörungsfreien Kontrolle von Punktschweißverbindungen, mit einem auflegbaren Wirbelstromumformer, einem niederfrequenten Meßkanal, der einen Niederfrequenzsignalgenerator, eine Ausschlagbrükkenschaltung und einen Phasendetektor in Reihenschaltung umfaßt, einem hochfrequnten Meßkanal, der einen Hochfrequenzsignalgenerator, eine Ausschlagbrückenschaltung und einen Phasendetektor in Reihenschaltung umfaßt, sowie mit einem Indikator erfindungsgemäß zusätzlich ein steuerbarer Kommutator zur abwechselnden Zuschaltung des auflegbaren Wirbelstromumformers an die Ausschlagbrückenschaltungen in den nieder-und hochfrequenten Kanälen vorgesehen ist, zur Speicherung des Ausgangssignals des Phasendetektors des hochfrequenten Meßkanals ein mit dem Ausgang des Phasendetektors des hochfrequenten Meßkanale verbundener Speicherblock vorhanden ist, wobei auch ein Vergleichsblock zum Vergleich des im Speicherblock eingespeicherten Signals mit dem Signal des Phasendetektors des niederfrequenten Meßkanal vorgesehen und ein Steuerblock vorhanden ist, dessen Ausgänge mit den Steuereingängen des steuerbaren Kommutators, des Speicherblocks und des Vergleichsblocks verbunden sind und der abwechselnd Signale zur gleichzeitigen Zuschaltung des auf legbaren Wirbelstromumformers an die Ausschlagbrückenschaltung des hochfrequenten Meßkanal und zur Einspeicherung des Auagangssignals des Phasendetektors des hochfrequenten Meßkanals in den Speicherblock sowie Signale zur gleichzeitigen Zuschaltung des auflegbaren Wirbelstromumformers an die Ausschlagbrückenschaltung des niederfrequenten Meßkanals und zum Vergleich des Signals des Phasendetektors des niederfrequenten Xeßkanals mit dem im Speicherblock eingespeicherten Signal erzeugt.
Die Einführung des Steuerblocks, des steuerbaren Kommutators, des Speicherblocks und des Vergleichablocks ermöglicht es, die Differenz der Phaaenwerte der Feldstärken des resultierenden hochfrequenten und des resultierenden niederfrequenten elektromagnetischen Feldes zu bestimmen, die von der Differenz der spezifischen elektrischen Leitfähigkeiten des Werkstoffs in der Oberflächenschicht der zu kontrollierenden Schweißverbindung und in der Zone der Schweißpunktlinse der zu kontrollierenden Schweißverbindung, die nur durch den Schweißvorgang bedingt ist, abhängt.
Bs ist zweckmäßig, daß die Einrichtung zusätzlich einen steuerbaren Kommutator zur Umschaltung des zweiten Eingangs der Vergleichsschaltung von dejn Phasendetektor des niederfrequenten Meßkanals an den Phasendetektor des hochfrequenten Meßkanals enthält, daß der Steuerblock einen vierten Ausgang aufweist, der mit dem Steuereingang des zusätzlichen steuerbaren Kommutators verbunden ist und Signale zur gleichzeitigen Zuschaltung des auf legbaren Wirbelstromumformers an die Ausschlagbrückenschaltung des hochfrequenten Meßkanals, zur Zuschaltung des Phasendetektors des hoohfrequenten Meßkanals an den zweiten Eingang des Vergleichsblocks und zum Vergleich des Signals des Phasendetektors des hochfrequenten Meßkanals mit dem im Speicherblock eingespeicherten Signal erzeugt.
Diese Ausführung der Einrichtung gestattet es, zwei Signale zu vergleichen, die dem Wert der spezifischen e elektrischen Leitfähigkeit des Werkstoffs der zu kontrollierenden Schweißverbindung in der Oberflächenschicht in der Zone der Punktschweißverbindung und in der Oberflächenschicht des Werkstoffs in der, Zone, die in unmittelbarer Nähe von der Punktschweißverbindung liegt proportional sind.
Anhand der Zeichnung wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert. Es zeigen Fig.1 einen schematischen Querschnitt einer Punktschweißverbindung mit dem über dieser angeordneten auflegbaren Wirbelstromumformer und ein Diagramm, das die Abhängigkeit das Ausgangssignals des aufgelegten Wirbelstromumformers von der Zeit, in deren Lauf die Kontrolle durchgeführt wird, kennzeichnet; Fig.2 einen schematischen Querschnitt einer der Formen der Punktschweißverbindung mit dem über dieser angeordneten auflegbaren Wirbelstromumformer und ein Diagramm, das die Abhängigkeit des Ausgangssignals des auflegbaren Wirbelstromumformers von der Zeit, in deren Lauf die Kontrolle durchgeführt wird, kennzeichnet; Fig. 3 einen schematischen Querschnitt einer anderen Form der Punktschweißverbindung mit dem über dieser angeordneten auflegbaren Wirbelstromumformer und ein Diagramm, das die Abhängigkeit des Ausgangssi6nals des aufgelegten Wirbelstromumformers von der Zeit, in deren Lauf die Kontrolle durchgeführt wird, kennzeichnet; Fig. 4 einan schematischen Querschnitt der Punktschweißverbindung mit dem über dieser angeordneten auflegbaren Wirbelstromumformer und ein Diagramm, das die Abhängigkeit des Ausgangssignals des aufgelegten Wirbelstromumformers von der Zeit, in deren Lauf die Kontrolle durchgeführt wird, keine zeichnet; Fig 5 einen schematische; Querschnitt der Punktschweißverbindung mit dem über dieser angeordneten auf legbaren Wirbelstromumformer und ein Diagramm, das die Abhängigkeit des Ausgangssignals des aufgelegten Wirbelstromumformers von der Zeit, in deren Lauf die Kontrolle durchgeführt wird, kennzeichnet; Fig. 6 ein Blockschaltbild der Einrichtung zur Durchführung des Verfahrena zur zerstörungefreien Kontrolle von Punkt schweißverbindungen; und Fig. 7 ein Ausführungsbeispiel der Einrichtung zur burchführung des Verfahrens zur zerstörungsfreien Kontrolle von Punktschweißverbindungen in einem Blockschaltbild.
Das Verfahren zur zerstörungsfreien Kontrolle von Punktschweißverbindungen wird tolgendermaBen ausgeführt: Der auflegbare Wirbelstromumformer 1 (Fig. 1) wird über einer zu kontrollierenden Schweißverbindung 2 angeordnet. Zur Unterdrückung des Einflusses einer Änderung der Spaltgröße zwischen dem auflegbaren Wirbelstromumformer 1 und der zu kontrollierenden Schweißverbindung 2 wird der auf legbare Wirbelstromumformer 1 in eine Ausschlagbrückenschaltung geschaltet, die nach einem bekannten Verfahren so abgestimmt wird, daß die Phase der Ausgangsspannung der Ausschlagbrückenschaltung von der Größe des spaltes zwischen dem auf legbaren Wirbelstromumformer 1 und der zu kontrollierenden Schweißverbindung 2 nicht abhängt und nur durch Änderung der spezifischen elektrischen Leitfähigkeit in der zu kontrollierenden Zone bestimmt wird, wobei diese Änderung ihrerseits von der Änderung der Werkstoffstruktur, d.h. im vorliegenden Fall von der Güte der Schweißpunktlinse und vom Vorhandensein von Defekten in dieser, abhängt.
Mit Hilfe des mit einer hochfrequenten Sinusspannung gespeisten auflegbaren Wirbelstromumformers 1 wird ein primäres elektromagnetisches Feld erzeugt, das in der zu kontrollierende 1, Schweißverbindung 2 Wirbelströme erregt.
Die Frequenz der Sinusspannung wird so gewählt, daß das durch den auflegbaren Wirbelstromumformer 1 erzeugte hochfrequente elektromagnetische Feld nur in die Oberflächenschicht der zu kontrollierenden Schweißverbindung 2 eindringt und die Tiefe nicht erreicht, wo die Schweißpunktlinse 3 der zu kontrollierenden Schweißverbindung 2 liegen kann.
Die Wirbelströme erzeugen ein sekundäres hochfrequentes elektromagnetisches Feld, das mit dem primären hochfrequenten elektromagnetischen Feld zusammenwirkt und ein resultierendes hochfrequentes elektromagnetisches Feld bildet, dessen Feldstärkenphase von der spezifischen elektrischen Leitfähigkeit des Werkstoffs, d. h, von der Werkstoffstruktur in der Oberflächenschicht der zu kontrollierenden schweißverbindung 2, abhängt.
Das resultierende hochfrequente elektromagnetischs Feld wirkt auf den auflegbaren Wirbelstromumformer 1 ein und ändert dessen Parameter in Abhängigkeit von der Schweißgüte.
Es wird die Phase der Feldstärke des resultierenden hochfrequenten elektromagnetischen feldes gemessen und in eine ihr proportionale Spannung umgeformt.
Danach wird die Frequenz der den aufgelegten Wirbelstromumformer 1 speisenden Sinusspannung geändert, wobei man einen niedrigeren Wert derselben wählt.
Die Frequenz der Sinusspannung wird so gewählt, daß das durch den auflegbaren Wirbelstromumformer 1 erzeugte primäre niederfrequente elektromagnetische Feld bis auf die Tiefe eindringt, wo die Schweißpunktlinse 3 der zu kontrollierenden Schweißverbindung 2 liegen kann.
Das primäre niederfrequente elektromagnetische Feld erregt Wirbelströme in der zu kontrollierenden Schweißverbindung 2.
Die Wirbelströme erzeugen ein sekundäres niederfrequentes elektromagnetisches Feld, das mit dem primären niederfrequenten elektromagnetischen Feld zusammenwirkt und ein xesultierendes niederfrequentes elektromagnetisches Feld bildet, dessen Feldstärkenphase vom Wert der spezifischen elektrischen Leitfähigkeit, d. h. von der Struktur sowohl der Oberflächenschicht als auch der Schweißpunktlinse 3 der zu kontrollierenden Schweißverbindung 2'abän'gt.
Das resultierende niederfrequente elektromagnetische Feld wirkt auf den auflegbären Wirbelstromumformer 1 ein und ändert seine Parameter in Abhängigkeit von der Schweißgüte.
Es wird die Phase der Feldstärke d89 resultierenden niederfrequenten elektromagnetischen Feldes gemessen und in eine ihr proportionale Spannung umgeformt.
Danach wird der bei Einwirkung des primären hochfrequenten elektromagnetischen Felds auf die zu kontrollierende Schweißverbindung 2 erhaltene Spannungswert mit dem bei der Einwirkung des primären niederfrequenten elektromagnetischen Feldes auf die zu kontrollierende Schweißverbindung 2 erhalt tenen Spannungswert verglichen.
Bei einer hochwertigen Schweißpunktlinse 3 sind die Strukturen des Werkstoffs in der Oberflächenschicht und in der Zone der Schweißpunktlinse 3 unterschiedlich, und der Werkstoff hat in diesen Zonen verschiedene Werte der spezifischen elektrischen Leitfähigkeit. Falls die Differenz zwischen dem der Oberflächenschicht entsprechenden Spannungswert und dem der Zone der Schweißpunktlinse 3 entsprechenden Spannungswert den im voraus festgelegten Wert Uo, der den Kennwert der Güte der Schweißverbindung darstellt, überschreitet, ist die Schweißverbindung 2 hochwertig, und falls diese Differenz den im voraus festgelegten Wert unterschreitet, ist die zu kontrollierende Schweißverbindung 2 nicht hochwertig.
In dem in der Fig. 1 dargestellten Diagramm ist eine Kurve 4, die der dem Phasenwert der Feldstärke des resultierenden hochfrequenten elektromagnetischen Felds proportionalen Spannung U1 entspricht, und eine Kurve 5, die der dem Phasenwert der Feldstärke des resultierenden niederfrequenten elektromagnetischen Feldes proportionalen Spannung U2 entspricht, wiedergegeben. Dabei ist auf der Abszissenachse dei Zeit t, während der die Kontrolle durchgeführt wird, und auf der Ordinatenachse die Spannung U angegeben.
Bei der Betrachtung des Diagramms ist ersichtlich, daß die zu kontrollierende Schweißverbindung 2 hochwertig ist, da die Differenz der Spannungen aU ß U1 - U2 den Wert UO über schreitet.
In der Fig. 2 ist eine Form der Punktschweißverbindung dargostellt, bei der die Schweißpunktlinse einer zu kontroll lierenden Schweißverbindung 6 fehlt.
Das Fehlen der Schweißpunktlinse bedingt einen geringen Unterschied in den Strukturen der Oberflächenschicht und einer Zone 7, wo sich die Schweißpunktlinse einer hochwertigen Schweißverbindung befinden muß.
Einen entsprechend geringen Unterschied haben auch die spezifischen elektrischen Leitfähigkeiten dieser Zonen.
Die bei der Einwirkung des primären hochfrequenten elektromagnetischen Feldes auf die zu kontrollierende Schweißverbindung 6 erhaltene Spannung unterscheidet sich nur geringzügig von der bei Einwirkung des primären niederfrequenten elektromagnetischen Felde auf die zu kontrollierende Schweißverbindung 6 erhaltenen Spannung.
Bei der Batruchtung der Kurve 8 ist ersichtlich, daß, da die »Struktur der Oberflächenschicht in der zu kontrollierenden Schweißverbindung 6 der Struktur in der zu kontrollierenden Schweißverbindung 2 gleich ist, die dieser Zone in der zu kontrollierenden Schweißverbindung 6 entsprechende Spannung gleich U1 ist.
Bei der Betrachtung der Kurve 9 ist ersichtlich, daß sich die der Zone 7 entsprechende Spannung U3 unbedeutend von der Spannung U1 unterscheidet. Die Differenz #U1 = U1 - U3 ist geringer als Uo, d. h. die zu kontrollierende Schweißverbindung 6 ist nicht hochwertig.
In der Fig. , ist eine Form der Punktschweißverbindung dargestellt, bei der die Schweißpunktlinse 10 der zu kontrollierenden Schweißverbindung 11 bis zur Oberfläche der zu kontrollierenden Schweißverbindung 11 reicht.
Durch die Anordnung der Schweißpunktlinse 10 beinahe über die ganze Stärke der zu kontrollierenden Schweißverbindung 11 wird ein geringer Unterschied in den Strukturen der Oberflächenschicht und der Zone, wo die Schweißpunktlinse 10 liegt, bedingt.
einen entsprechend geringen Unterschied haben auch die spezifischen elektrischen Leitfähigkeiten dieser Zonen.
Die bei Einwirkung des primären hochfrequenten elektromagnetischen Feldes auf die zu kontrollierende Schweißverbindung 11 erhaltene Spannung unterscheidet sich geringfügig von der bei Einwirkung des primären niederfrequenten elektromagnetischen Feldes auf die zu kontrollierende Schweißverbindung ii erhaltenen Spannung.
Die Kurve 12 entspricht dem Spannungswert U4, der der Phase der Feldstärke des resultierenden hochfrequenten elektromagnetischen Feldes proportion ist und die Kurve 13 entspricht dem der Phase der Feldstärke des resultierenden niederfrequenten elektromagnetischen Feldes proportionalen Spannungswert U2.
Da die Struktur der Zone, wo die Schweißpunktlinse 10 der zu kontrollierenden Schweißverbindung 11 liegt, gleich der Struktur der Zone ist, in der sich die Schweißpunktlinse 3 der zu kontrollierenden Schweißverbindung 2 befindet, ist die der Zone, wo die Schweißpunktlinse 10 liegt, entsprechende Spannung gleich U2.
Bei der Betrachtung der Kurve 12 ist ersichtlich, daß sich die der Oberflächenschicht der zu kontrollierenden Schweißverbindung 11 entsprechende Spannung U4 unbedeutend vom Spannungswert U2 unterscheidet.
Die Differenz #U2 = U4 - U2 ist geringer als UO, d. h.
die zu kontrollierende Schweißverbindung 11 ist nicht hochwertig.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele des erfindungsgemüßten Verfahrens und der Einrichtung zur zerstörungsfreien Kontrolle von Punktschweißverbindungen unter verschiedenen Bedingungen angeführt: ielNr.1 Sorte des Werkstoffs der zu kontrollierenden Stahl 15Kn Schweißverbindung mit Gleichstrom-Vormagnetisierung Stärke des Werkstoffs der zu kontrollie- 3 + 3 (mm) renden Schweißverbindung Frequenz der hochfrequenten Sinusspannung 120 kHz Frequenz der niederfrequenten Sinusspannung 3 kHz Im voraus eingestellter Spannungswert Uo 0,10 V Spannung U1, die unter Einwirkung des primären hochfrequenten elektromagnetischen feldes auf die zu kontrollierende Schweißverbindung erhalten ist 0,26 V Spannung U2, die unter Einwirkung des primären niederfrequenten elektromagnetischen Feldes auf die zu kontrollierende Schweißverbindung erhalten ist 0,10 V Differenz der Spannungen #U = U1 - U2 0,16 V Da gU größer ist als Uo, ist die zu kontrollierende Schweißverbindung hochwertig und entspricht der in der Fig. 1 dargestellten Punkt schweißverbindung.
Beispiel Nr.2 Sorte des Werkstoffs der zu kontrollieren- Stahl 15Kfl mit den Schweißverbindung Gleichstrom-Vormagnetisierung Stärke des Werkstoffs der zu kontrollie- 3 + 3 (mm) renden Schweißverbindung Frequenz der hochfrequenten Sinusspannung 120 kHz Frequenz der niderfrequenten Sinusspannung 3 kHz Im voraus eingestellter Spannungswert Uo 0,10 V Spannung U1, die unter Einwirkung des primären hochfrequenten elektromagnetischen Feldes auf die zu kontrollierende Schweißverbindung erhalten ist 0,26 V Spannung U3, die unter Einwirkung des primären niederfrequenten elektromagnetischen Feldes auf die zu kontrollierende Schweißverbindung erhalten ist 0,22 V Differenz #U1 zwischen der Spannung U1 und der Spannung U3 0,04 v Da n U1 geringer ist als Uo, t ist die zu kontrollierende Schweißverbindung nicht hochwertig und entspricht der in der Fig. 2 dargestellten Punktschweißverbindung.
Beispiel Nr. 3 Sorte des Werkstoffs der zu kontrollie- Stahl 15Kn mit renden Schweißverbindung Gleichstrom-Vormagnetisierung Stärke des Werkstoffs der zu kontrollierenden Schweißverbindung 3 + 3 (mm) Frequenz der hochfrequenten Sinusspannung 120 kHz Frequenz der niederfrequenten Sinusspannung 3 kHz Im voraus eingestellter Spannungswert UO 0,10 V Spannung U4, die unter Einwirkung des primuren hochfrequenten eis ktromagnetischen Feldes auf die zu kontrollierende Schveißverbindung erhalten ist 0,15 V Spannung U2, die unter Einwirkung des prideren niederfrequenten elektromagnetischen Feldes auf die zu kontrollierende Schweißverbindung erhalten ist 0,10 V Differenz b U2 zwischen der Spannung U4 und der Spannung U2 0,05 V Da U2 geringer ist als Uo, ist die zu kontrollierende Schweißverbindung nicht hochwertig und entspricht der in der Fig. 3 dargeatellten Punktschweißverbindung.
Beispiel Nr. 4 Sorte des Werkstoffs der zu kontrollieren- Stahl 08Kn mit den Schweißverbindung Gleichstrom-Vormagnetisierung Stärke des Werkstoffs der zu kontrollierenden Schweißverbindung 3 + 3 (mm) Prequenz der hochfrequenten Sinusspannung 120 kllz Frequenz der niederfrequenten Sinusspannung 3 kHz Im voraus eingestellter Spannungswert Uo 0,10 V Spannung U1, die unter Einwirkung des primären hochfrequenten elektromagnetischen Feldes auf die zu kontrollierende Schweißverbindung erhalten ist 0,6 V Spannung U2, die unter Einwirkung des primären niederfrequenten e lektromagnetischen Feldes auf die zu kontrollierende Schweißverbindung erhalten ist 0,36 V Differenz U zwischen der Spannung U1 und der Spannung U2 0,24 V Da AU größer ist als U,, ist die zu kontrollierende Schweißverbindung hochwertig und entspricht der in der Fig.1 dargestellten Punktschweißverbindung.
Beispiel Nr.5 Sorte des Werkstoffs der zu kontrollieren- Stahl 08K# mit den Schweißverbindung Gleichstrom-Vormagnetisierung Stärke des Werkstoffs der zu kontrollie renden Schweißverbindung 3 + 3,5 (am) Frequenz der hochfrequenten Sinusspannung 120 kHz Frequenz der niederfrequenten Sinus spannung 3 kHz Im voraus eingestellter Spannungswert Uo 0,10 V Spannung U1, die unter Einwirkung des primären hochfrequenten elektromagnetischen Feldes auf die zu kontrollierende Schweißverbindung erhalten ist 0,68 V Spannung U3 die unter Einwirkung des primären niederfrequenten elektromagnetischen Feldes auf die zu kontrollierende Schweißverbindung erhalten ist 0,63 V Differenz bU, zwischen der Spannung U1 und der Spannung U3 0,05 V Da U1 geringer ist als UO, ist die zu kontrollierende Schvißverbindung nicht hochwertig und entspricht der in der Fig. 2 dargestellten Punktschweißverbindung.
Beispiel Nur. 6 Sorte des Werkstoffs der zu kontrollieren- Stahl 08Kn mit den Schweißverbindung Gleichstrom-Vormagnetisierung Stärke des Werkstoffs der zu kontrollierenden Schweißverbindung 3 + 3,5 (mm) Frequenz der hochfrequenten Sinusspannung 120 kHz Frequenz der niederfrequenten Sinusspannung 3 kHz Im voraus eingestellter Spannungswert UO 0,10 V Spannung U4, die unter Einwirkung des primären hochfrequenten elektromagnetischen Feldes auf die zu kontrollierende Schweißverbindung erhalten ist 0,40 V Spannung U2, die unter Einwirkung des primären niederfrequenten elektromagnetischen Feldes auf die zu kontrollierende Schweißverbindung erhalten ist 0,36 V Differenz A U2 zwischen der Spannung U4 und der Spannung U2 0,04 V Da ß U2 geringer ist als UO, ist die zu kontrollierende Schweißverbindung nicht hochwertig und entspricht der in der Fig. 3 dargestellten Punktschweißverbindung.
Zur Erkennung der Art des Defekts der nicht hochwertigen Punktschweißverbindungen, und zwar zum Feststellen von Punktschweißverbindungen mit dem Defekt des Typs "Verklebung" und von Punktschwe:ißverbindungen mit dem Defekt des Typs durch gehende Durchschmelzung" wird der auflegbare Wirbelstromumformer 1 (Fig. 4) in unmittelbarer Nähe von der Schweißpunktlinse 1Q der zu kontrollierenden nicht hochwertigen Schweißverbindung ii angeordnet.
Mit Hilfe des mit einer hochfrequenten Sinusspannung gespeisten auflegbaren Wirbelstromumformers wird ein primäres elektromagnetisches Feld erzeugt, das in der zu kontrollierenden nicht hochwertigen Schweißverbindung 11 Wirbelströme erregt.
Die Frequenz der Sinusspannung wird so gewählt, daß das durch den auflegbaren Wirbelstromumformer 1 erzeugte primäre hochfrequente elektromagnetische eld nur in die Oberflächenschicht der zu kontrollierenden Schweißverbindung 11 eindringt und die Tiefe nicht erreicht, wo die Schweißpunktlinse der zu kontrollierenden hochwertigen Schweißverbindung liegen kann.
Die Wirbelströme erzeugen ein sekundäres hochfrequentes elektromagnetisches Feld, das mit dem primären hochfrequenten elektromagnetischen Feld zusammenwirkt, wodurch sich ein resultierendes hochfrequentes elektromagnetisches Feld bildet, dessen Feldstärkenphase von der spezifischen elektrischen Leitfähigkeit des Werkstoffs, d.h. von der Werkstoffstruktur der Oberflächenschicht in der Zone, die in unmittelbarer Nähe von schweißpunkt liegt abhängt.
Das resultierende hochfrequente elektromagnetische Feld wirkt auf den auflegbaren Wirbelstromumformer 1 ein und ändert seine Parameter in Abhängigkeit von der spezifischen elektrischen Leitfähigkeit des Werkstoffs in dieser Zone.
s wird die Phase der Feldstärke des resultierenden hochfrequenten elektromugnetischen Feldes gemessen und in eine ihr proportionale Spannung umgeformt.
Danach wird der Wert der Feldstärke, der unter Einwirkung des primären hochfrequenten elektromagnetischen Feldes auf die zu kontrollierende Schweißverbindung 11 in unmittelbarer Nähe vom Schweißpunkt erhalten ist, mit dem Wert der Feldstarke verglichen, der unter Einwirkung des primären hochfrequentent elektromagnetischen Feldes auf die zu kontrollierende Schweißverbindung 11 in der Zone des Schweißpunktes erhalten wurde, und es wird die art des Defekts des Schweißpunkts festgestellt.
Bei einer nicht hochwertigen Sdiweißpunktlinse sind die Strukturen des werkstoffs in der Oberflächenschicht, die in unmittelbarer Nähe vom Schweißpunkt liegt, und in der direkt in der Zone des Schweißpunktes liegenden Oberflächenschicht unter.schiedliohund der Werkstoff hat in diesen Zonen verschiedene Werte der spezifischen elektrischen Leitfähigkeit.
Palls die Differenz zwischen dem Wert der Spannung, die der in unmittelbarer Nähe vom Schweißpunkt liegenden Oberflächenschicht entspricht, und dem Wert der Spannung, die der Oberflächenschicht in der Zone des Schweißpunkts entspricht, den im voraus eingestellten Wert Uo überschreitet, hat die zu kontrollierende Schweißverbindung einen Defekt des Typs "Durchschmelzunge, und falls die Differenz den im voraus eingestellten Wert U0 unterschreitet, ist in der zu kontrollierenden Schweißverbindung ein Defekt des Typs "Verklebung" vorhanden.
In der Fig. 4 ist eine Punktschweißverbindung ii dargestellt, bei der die Schweißpunktlinse 10 bis zur Oberfläche der zu kontrollierenden Schweißverbindung 11 reicht.
Die Anordnung der Schweißpunktlinse 10 beinahe über die ganze Stärke der zu kontrollierenden Schweißverbindung 11 bedingt einen starken Unterschied in der Struktur des Werkstoffs in der Oberflächenschicht, die in unmittelbarer Nähe vom Schweißpunkt liegt, und in der direkt in die Zone des Schweißpunktes liegenden Oberflächenschicht.
Einen entsprechenden bedeutenden Unterschied haben auch die spezifischen elektrischen Leitfähigkeiten in diesen Zonen.
In dem in der Fig.4 dargestellten Diagramm ist eine Kurve 14, die der dem Phasenwert der Feldstärke des in der Oberflächenschicht, die in unmittelbarer Nähe vom Schweißpunkt liegt, erzeugten rezultierenden hochfrequenten elektromagnetischen Feldes proportionalen Spannung U5 entspricht, und eine Kurve 15, die der des Phasenwert der Feldstärke des in der Oberflächenschicht, die in der Zene des Schweißpunktes liegt, erzeugten resultierenden hochfrequenten elektromagnetischen Feldes proportionalen Spannung U4 entspricht, wiedergegeben. Dabei ist auf der Abszissenachse die Zeit t, während der die Kontrolle durchgeführt wird, und auf der Ordinatenachse die Spannung U angegeben.
Bei der Betrachtung das Diagramme ist ersichtlich, daß di zu kontrollierende Schweißverbindung 11 einen Defekt das Typs "durchgehende Durchschmelzung" hat, da die Differenz der Spannungen h U3 = US - U. den Wert U0, überschreitet.
In der Fig. 5 ist eine Form der Punktschweißverbindung dargestllt, bei der die Schweißpunktlinse der zu kontrollierenden Schweißverbindung 6 fehlt; Das Fehlen der Schweißpunktlinse bedingt einen geringen Unterschied in der Struktur des Werkstoffs in der Oberflächenschicht, die in unmittelbarer Nähe vom SchweiBunkt liegt, und in der Oberflächenschicht, die sich in der Zone des Schweiß~ punktes befindet.
Einen entsprechenden geringen Unterschied haben auch die spezifischen elektrischen Leitfähigkeiten dieser Zonen.
In dem in der Fig. 5 dargestellten Diagramm ist eine Kurve 16, die der dem Phasenwert der Feldstärke des in der Oberflächenschicht, die in unmittelbarer Nähe vom Schweißpunkt liegt, erzeugten resultierenden hochfrequenten elektromagnetischen Feldes proportionalen Spannung U5 entspricht, und eine Kurve 17, die der dem Phasenwert der Feldstärke des in der Oberflächenschicht, die in der Zone des Schweißpunktes liegt, erzeugten resultierenden hochfrequenten elektromagnetischen Feldes proportionalen Spannung U1 entspricht, wsedergegeben.
Bei der Betrachtung des Diagramms ist ersichtlich, daß die zu kontrollierende Schweißverbindung 6 einen Defekt des Typs "Verklebung" hat, da die Differenz der Spannungen #U4= ,U5- U1 den Wert Uo' unterschreitet.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Verfahrens zur zerstörungsfreien Kontrolle von nicht hochwertigen Pun'ktschweißverbindungen angeführt.
Beispiel Nr.7 Sorte des Werkstoffs der zu kontrollie- Stahl 15k# mit renden Schweißverbindung Gleichstrom-Vormagnetisierung Stärke des Werkstoffs der zu kontrollierenden Schweißverbindung 3 + 3 (mm) Frequenz der hochfrequenten Sinusspannung 120 kHz Im woraus eingestellter Spannungswert Uo 0,10 V Spannung U1, die unter Einwirkung des primären hochfrequenten elektromagnetischen Feldes in der Zone des Schweißpunkts der Zu kontrollierenden Schweißverbindung erhalten ist 0,26 V Spannung U5, die unter Einwirkung des primären hochfrequenten elektromagnetischen Feldes auf den in unmittelbarer Nähe vom Schweißpunkt liegenden Abschnitt des Werkstoffs der zu kontrollierenden Schweißverbindung erhalten ist 0,31 V Differenz der Spannungen #U4 = U5 - U1 0,05 V Da #U4 geringer ist als Uo, weist die zu kontrollierende nicht hochwertige Schweißverbindung einen Defekt des Typs "Verklebung" auf.
Beispiel Nr.8 Sorte des Werkstoffes der zu kontrollieren- Stahl 15k# mjt den Schweißverbindung Gleichstrom-Vormagnetisierung Stärke des Werkstoffs der zu kontrollierenden Schweißverbindung 3 + 3 (mm) Frequenz der hochfrequenten Sinusspannung 120 kHz Im voraus eingestellter Spannungswert U 0,10 V Spannung U3, die unter Einwirkung des primären hochfrequenten elektromagnetischen Feldes in der Zone des Schweißpunkts der zu kontrollierenden Schweißverbindung erhalten ist 0,15 V Spannung U5, die unter Einwirkung des primären hochfrequenten e lektromagnetischen Peldes Ruf den in unmittelbarer Nähe vom Schweißpunkt liegenden Abschnitte des Werkstoffs der zu kontrollierenden Schweißverbindung erhalten ist 0,31 V Differenz der Spannungen #U3 = U5 - U4 0,16 V Da #U3 größer ist als Uo, weist die zu kontrollierende nicht hochwertige Schweißverbindung einen Defekt des Typs "durchgehende Druchschmelzung" auf.
Beispiel Nr.9 Sorte des Werkstoffs der zu kontrollierba- Stahl 08Kn mit ren Schweißverbindung Gleichstrom-Vormagnetisierung Stärke des Werkstoffs der zu kontrollierenden Schweißverbindung 3 + 3,5 (mm) Frequenz der hochfrequenten Sinusspannung 120 kHz Im voraus eingestellter Spannungswert Uo 0,10 V Spannung U1, die unter Einwirkung des primären hochfrequenten elektromagnetischen Feldes in der Zone des Schweißpunkts der ZU kontrollierenden Schweißverbindung erhalten ist 0,68 V Spannung U5, die unter Einwirkung des primären hochfrequenten elektromagnetischen Feldes auf den in unmittelbarer Nähe vom Schweißpunkt liegenden Abschnitt des Werkstoffe der zu kontrollierenden Schweißverbindung erhalten ist 0,74 V Differenz der Spannungen #U4 Zur Z US 0,06 V Da #U4 geringer ist als Uo, weist die zu kontrollierende nicht hochwertige Schweißverbindung einen Defekt des Typs "Verklebung" auf.
Beispiel Nr.10 Sorte des Werkstoffs der zu kontrollie- Stahl 08K# mit renden Schweißverbindung Gleichstrom-Vormagnetisierung Stärke des Werkstoffs der zu kontrollierenden Schweißverbindung 3 + 3,5 (mm) Frequenz der hochfrequenten Sinusspanung 120 kHz Im voraus eingestellter Spannungswert Uo 0,10 V Spannung U4, die unter Einwirkung des primären hochfrequenten elektromagnetischen Feldes in der Zone des Schweißpunkts der zu kontrollierenden Schweißverbindung erhalten ist 0,40 V Spannung U5, die unter Einwirkung des primären hochfrequenten elektromagnetischen Feldes auf den in unmittelbarer Nähe vom Schweißpunkt liegenden Abschnitt des Werkstoffs der zu kontrollierenden Schweißverbindung erhalten ist 0,74 V Differenz der Spannungen AU3 - U5 - U4 0,34 V Da AU3 größer ist als U , weist die zu kontrollierende nicht hochwertige Schweißverbindung einen Defekt des Typs "durchgehende Durchschmelzung" auf.
Die Einrichtung zur Ausführung des beschriebenen Verfahrens enthält einen hochfrequenten Meßkanal 18 (Fig. 6), der einen Hochfrequenzsignalgenerator 19, eine Ausschlagbrückenschaltung 20 und einen Phasendetektor 21 in Reihenschaltung umfaßt, sowie einen niederfrequenten Meßkanal 22, der einen Niederfrequenzsignalgenerator 23, eine Ausschlegbrückenschaltung 24 und einen Phasendetektor 25 in Reihenschaltung umfaßt, Der Ausgang des Phasendetektors 21 ist mit dem Eingang eines Speicherblocks 26 verbunden, dessen Ausgang mit dem eraten Informationseingang eines Vergleichsblocks 27 in Verbindung steht, wobei der Ausgang des letzteren mit einem Indikator 28 verbunden ist.
Der Ausgang des Phasendetektors 25 ist mit dem zweiten Informationseingang des Vergleichsblocks 27 verbunden.
Der Steuereingang des Vergleichsblocks 27 steht in Verbindung mit einem der Ausgänge eines Steuerblocks 29, Der andere Ausgang des Steuerblocks 29 ist mit dem Steuereingang des Speicherblocks 26 verbunden. Der dritte Ausgang des Steuerblocks 29 steht in Verbindung mit dem Steuereingang eines steuerbaren Kommutators 30.
Der auflegbare Wirbelstromumformer 1 ist mit dem Eingang des steuerbaren Kommutators 30 verbünden, dessen Ausgänge mit der Ausschlagbrückenschaltung 20 bzw. der Ausschlagbrückenschaltung 24 in Verbindung stehen.
Bei der in der Fig. 7 dargestellten Form ist der Ausgang des Phasendetektors 21 (Fig. 7) mit einem der Eingänge eines steuerbaren Kommutators 31 und der Ausgang des Phasendetektors 25 mit dem anderen Eingang des steuerbaren Kommutators 31 verbunden. Der Steuereingang des steuerbaren Kommutators 31 steht in Verbindung mit dem vierten Ausgang des Steuerblocks 29.
Der Ausgang des steuerbaren Kommutators 31 ist mit dem zweiten Informationseingang des Vergleichsblocks 27 verbunden.
Die Einrichtung zur Ausführung des Verfahrens zur zerstörungsfreien Kontrolle von Punktschweißverbindungen wirkt folgendermaßen: Der auflegbare Wirbelstromumformer 1 (Fig.1) wird über der zu kontrollierenden Punktschweißverbindung 2 angeordnet.
Es wird der ßteuerblook 29 (ig. 6) in Tätigkeit esqtzt, der das Steuersignal an den steuerbaren Kommutator 30 durchgibt, der die Wicklung des auflegbaren Wirbelstromumformers 1 in die Ausschlagbrückenschaltung 20 einschaltet, die in den hochfrequenten Meßkanal 18 geschaltet ist. Die hochfrequente Sinusspannung gelangt vom Hochfrequenzsignalgenerator 19 an die Ausschlagbrückenschaltung 20.
Die Ausschlagbrückenschaltung 20 ist so abgestimmt, daß die Phase der Ausgangsspannung von der Spaltgröße zwischen den auflegbaren Wirbelstromumformer 1 und der zu kontrollierenden Schweißverbindung 2 unabhängig ist, sondern nur durch die spezifischen elektrische Leitfähigkeit in dem zu kontrollierenden Abschnitt bestimmt wird, die ihrerseits von der Güte der Schweißung abhängt.
Der die Wicklung des auflegbaren Wirbelstromumformers 1 durchfließende Strom erzeugt ein primäres hochfrequentes elektromagnetisches Feld, das in der Oberflächenschicht der zu kontrollierenden Schweißverbindung 2 (Fig. 1) Wirbelströme erregt, die ein sekundäres hoohfrequentes elektromagne'tisches Feld erzeugen.
Das resultierende hochfrequente elektromagnetische Feld wirkt auf die Wicklung des auflegbaren Wirbelstromumformers 1 ein und ändert dessen Impedanz in Abhängigkeit von der Grö-Be der spezifischen elektrischen Leitfähigkeit des Werkstoffs in der Zone der Wirbelströme.
Vom Ausgang der Ausschlagbrückenschaltung 20 (Fig. 6) gelangt die Spannung, deren Phase von der Größe der spezifischen elektrischen Leitfähigkeit des Werkstoffs in der Wirkungszone des durch den auflegbaren Wirbelstromumformer 1 erzeugten primären hochfrequenten elektromagnetischen Felds abhängt, an den Eingang des Phasendetektors 21.
Gleichzeitig mit der Zufwulung des Steuersignals vom Steuerblock 29 zum steuerbaren Kommutator 30 wird vom Steuerblock 29 ein Signal dem Steuereingang des Jpeicherblocks 26 zugeführt, Die der Phase der Ausgangsspannung der Ausschlagbrückenschaltung 20 bzw. der spezifischen elektrischen Leitfähigkeit des Werkstoffs in der Oberflächenschicht der zu kontrollierenden Schweißverbindung 2 (Fig. 1) proportionale Spannung gelangt vom Ausgang des Phasendetektors 21 an den Eingang des Speicherblocks 26 (Fig. 6), in den diese Spannung in Form einer Analoginformation eingespeichert wird.
Nach Abschluß der Einspeicherung der Spannung in den Speicherblock 26 wird die Signalzuführungs zu seinem Steuereingang vom Steuerblock 29 unterbrochen. Gleichzeitig mit der Unterbrechung der Signalzuführung zum Steuereingang des Speicherblocks 26 vom Steuerblock 29 gelangt vom letzteren ein Signal zum Steuereingang des Vergleichsblocks 27 und zum steuerbaren Kommutator 30.
Nach der Signalzuführung zum steuerbaren Kommutator 30 wird die Wicklung des aufgelegten Wirbelstromumformers 1 von der Ausschlagbrückenschaltung 20 abgeschaltet und der in den niederfrequenten Meßkanal 22 einbezogenen Ausschlagbrückenschaltung 24 zugeschaltet.
Die niederfrequente Sinusspannung gelangt vom Niederfrequenzsignalgenerator 23 an die Ausschlagbrückenschaltung 24.
Die Ausschlagbrückenschaltung 24 ist so abgestimmt, daß die Phase der Ausgangsspannung von der Spaltgröße zwischen dem aufgelegten Wirbelstromumformer 1 und der zu kontrollierenden Schweißverbindung 2 nicht abhängt und nur durch Änderung der spezifischen elektrischen Leitfähigkeit in dem zu kontrollierenden Abschnitt, die ihrerseits von der Schweißgüte abhängt, bestimmt wird.
Der die Wicklung des auflegbaren Wirbelstromumformers 1 durchfließende Strom erzeugt das primäre niederfrequente elektromagnetische Feld, das in der Zone der Schweißpunktlinse 3 (Fig. 1) der zu kontrollierenden Schweißverbindung 2 Wirbelströme erregt, die das sekundäre niederfrequente elektromagnetische Feld erzeugen0 Das resultierende niederfrequente elektromagnetische Feld wirkt auf die Wicklung des auflegbaren Wirbelstromumformers 1 ein und ändert seine Impedanz in Abhängigkeit von der Größe der spezifischen elektrischen Leitfähigkeit des Werkstoffs in der Wirbelstromzone.
Vom Ausgang der Ausschlagbrückenschaltung 24 (Fig.6) gelangt die Spannung, deren Phase von der spezifischen elektrischen Leitfähigkeit des Werkstoffs in der Einwirkungszone des durch den auflegbaren Wirbelstromumformer 1 erzeugten-primären niederfrequenten elektromagnetischen Feldes abhängt, an den Eingang des Phasendetektors 25.
Vom Ausgang des Phasendetektors 25 gelangt die der Phase der Ausgangsspannung der Ausschlagbrückenschaltung 24 bzw.
der spezifischen elektrischen Leitfähigkeit des Werkstoffs in der Anordnungszone der Schweißpunktlinse 3 (Fig. 1) der zu kontrollierenden Schweißverbindung 2 proportionale Spannung an den zweiten Informationseingang des Vergleichsblocks 27 (Fig.
6), dessen erstem Informationseingang die Spannung vom Speicherblock 26 zugeleitet wird.
Im Vergleichblock 27 werden die vom Phasendetektor 25 und vom Speicherblock 26 zugeleiteten Signale verglichen, und die Differenz dieser Signale gelangt an den Indikator 28.
Überschreitet die Differenz der Signale auf dem Schirm des Indikators 28 den im voraus eingestellten Spannungswert, so ist die Punktschweißverbindung hochwertig.
Ist jedoch die Differenz der Signale auf dem Schirm des Indikators 28 geringer als der im voraus eingestellte Spannungswert, so ist die Punktschweißverbindung nicht hochwertig.
Danach wird die Signalzuftrung vom Steuerblock 29 zum steuerbaren Kommutator 30 und zum Steuereingang des Vergleichsblocks 27 unterbrochen.
Der auflegbare Wirbelstromumformer 1 wird von der Ausschlagbrückenschaltung 24 abgeschaltet, das Eintreffen der Signaldifferenz vom Ausgang des Vergleichsblocks 26 in dem Indikator 28 hört auf, und der Kontrollzyklus, der nur die Feststellung der hochwertigen und nicht hochwertigen Punktschweißverbindungen gestattet, ist damit abgeschlossen.
Wenn es erforderlich ist, die Art des Defekts der nicht hochwertigen Schweißverbindung zu erkennen, wird der auflegbare Wirbelstromumformer 1 (Fig. 7) auf der Oberfläche des zu kontrollierenden Erzeugnisses in unmittelbarer N§he von der Schweißverbindung angeordnet. Es wird der Steuerblock 29 eingeschaltet, der ein Signal an den Steuereingang des steuerbaren Kommutators 30 zuführt. Dabei wird die Wicklung; des euflegbaren Wirbelstromumformers 1 in die Ausschlagbrückenschaltung 20 eingeschaltet. Gleichzeitig werden Signale vom Steuer° block 29 den Steuereingängen des steuerbaren Kommutators 31 und des Vergleichsblocks 27 zugeführt.
Der die Wicklung des auflegbaren Wirbelstromumformers 1 durchfließende Strom erzeugt das primäre hochfrequente elektromagnetische Feld, das in der Oberflächenschicht des Werkstoffs des zu kontrollierenden Erzeugsnisses in unmittelbarer Nätae vom Schweißpunkt der Schweißverbindung Wirbelströme erregt, die ein sekundäres elektromagnetisches Feld erzeugen.
Das resultierende hochfrequente elektromagnetische Feld wirkt auf die Wicklung des aufgelegten Wirbelstromumformers 1 ein und ändert ihre Impedanz in Abhängigkeit von der Größe der spezifischen elektrischen Leitfähigkeit des Werkstoffs in dieser Zone, Die Spannung gelangt vom Ausgan£ der Ausschlagbrücken schaltung 20 an den Eingang des Phasendetektors 21, an dessen Ausgang eine Spannung entsteht' die der Phase der Ausgangss,vannung der Ausschlagbrückenschaltung 20 proportional ist.
Vom Ausgang des Phasendetektors 21 gelangt de Spannung über den steuerbaren Kommutator 31 an den zweiten Info.mationseingang des Vergleichsblocks 27.
Im Vergleichsblock 27 verden die vom Speicherblock 26 und vom Phasendetektor 21 zugeführte Signale verglichen.
Dus Signal im Jpeicherblock 26 wurde während der Anordnung des auflegbaren Wirbelstromumformers 1 in der Zone des Schweißpunktes und der Einschaltung dessen Wicklung in die Ausschlagbrückenschaltung 20 eingespeichert.
Die Differenz dieser Signale gelangt an den Indikator 28.
Falls die nach den Anzeigen des Indikators 28 festgestellte Differenz der Signale den im voraus eingestellten Spannungswert überschreitet, hat die Punktschweißverbindung einen Defekt des Typs "durchgehende Durchschmelzung". Ist jedoch die Differenz der Signale geringer als der im voraus eingestellte Wert, so weist die Punktschweißverbindung einen Defekt des Typs "Verklebung" auf.
Danach wird die Zuführung des signals vom Steuerblock 29 zum steuerbaren Kommutator 31 und zum Steuereingang des Vergleichs blocks 27 unterbrochen. Das Eintreffen der Signaldifferenz vom Ausgang des Vergleichsblocks 27 in dem Indikator 28 hört auf, und der Kontrollzyklus ist damit abgeschlossen.
Somit gestattet die Anwendung der Erfindung die Durchführung einer durchgängigen zerstörungsfreien Gütekontrolle von Punktschweißverbindungen und die Feststellung von defekten Punktschweißverbindungen.
Die Anwendung der Erfindung gestattet die Durchführung der Kontrolle ohne vorangehende Abstimmung an einer Normalschweißverbindung und erhöht die Zuverlässigkeit der Kontrolle durch die Beseitigung solcher StöreinflUsse wie: - Änderung der chemischen Zusammensetzung des Werkstoffs der zu kontrollierenden Schweißverbindung; - Änderung der Struktur des Werkstoffs der zu kontrollierenden Schvreißrerbindungs - Änderung der Außenbedingungen, z. 3. der Temperatur des umgebenden Mediums.
Die Anwendung der Erfindung ermöglicht es, die Art des Defekts der SchweiEpunktlinse zu bestimmen, und zwar Punktschweißverbindungen mit dem Defekt des Typs "Verklebung2' und Punktschweißverbindungen mit dem Defekt des Typs "durchgehende Durchschmelzung" festzustellen.
Metallkonstruktionen, bei denen die Punktschweißverbindungen Defekte des Typs "Durchschmelzung" haben, können zum Betrieb bei begrenzten dynamischen Belastungszyklen verwendet werden, und Metallkonstruktionen, bei denen die Punktschweißverbindungen Defekte des Typs "Verklebung" aufweisen, kann man zur Beseitigung dieses Defekts in wiederholte Schweißung geben und auf diese Weise die Menge der ausschüssigen Metallkonstruktionen herabsetzen.

Claims

Patentansprüche: 1. Verfahren zur zerstörungsfreien Kontrolle von Punktschweißverbindungen durch Erzeugung eines primären niederfrequenten elektromagnetischen Feldes in der Zone der Schweißpunktlinse der zu kontrollierenden Schweißverbindung, das in der angegebenen Zone Wirbelströme erregt, die ein mit dem primären niederfrequenten elektromagnetischen Feld zusammenwirkendes sekundäres niederfrequentes elektromagnetisches Feld erzeugen, wodurch sich ein resultierendes niederfrequentes elektromagnetisches Feld ausbildet, Bestimmung des Phasenwerte der Feldstärke des resultierenden niederfrequenten elektromagnetischen Feldes in dieser Zone, Erzeugung eines primären hochfrequenten elektromagnetischen Feldes in der Zone des Schweißpunktes der zu kontrollierenden Schweißverbindung, das in der angegebenen Zone Wirbelströme erregt, die ein mit dem primären hochfrequenten elektromagnetischen Feld zusammenwirkendes sekundäres hochfrequentes elektromagnetisches Feld rezeugen, wodurch sich ein resultierendes hochfrequentes elektromagnetisches eld ausbildet, sowie durch Bestimmung des Phasenwerts der Feldstärke der resultierenden hochfrequenten elektromagnetischen Feldes in dieser Zone, wobei nach den Phasenwerten der Feldstärken der resultierenden elektromagnetischen Felder die Güte der Schweißpunktlinse der zu kontrollierenden wird Schweißverbindung beurteilt, dadurch gekennzeichnet, daß die Differenz zwischen dem Phasenwert der Feldstärke des resultierenden hochfrequenten elektromagnetischen Felds und dem Phasenwert der Feldstärke des resultierenden niederfrequenten elektromagnetischen Feldes bestimmt wird, wodurch die Gute der Schweißpunktlinse der zu kontrollierenden Schweißverbindung in direkter Abhangigkeit vom Wert dieser Differenz beurteilt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der in unmittelbarer Nähe vom Schweißpunkt liegenden Zone ein primäres hochfrequentes elektromagnetisches Feld erzeugt wird, das in der genannten Zone Wirbelströme erregt, die ein mit dem primären hochfrequenten elektromagnetischen Feld zusammenwirkendes sekundäres hochfrequentes elektromagnetisches Peld erzeugen, wodurch sich ein resultierendes hochfrequen-und daß tes elektromagnetisches Feld ausbildet,/die Differenz zwischen dem Phasonwert der Feldstärke des resultierenden hochfrequenten elektromagnetischen Feldes in der in unmittelbarer Nähe vom Schweißpunkt liegenden Zone und dem thasenwert der Feldstärke des resultierenden hochfrequenten elektromagnetischen Feldes in der Schweißpunktzone bestimmt wird, wodurch die Güte der Schweißpunktlinse in direkter Abhängigkeit vom Wert dieser Differenz beurteilt wird.
3. Einrichtung zur Ausführung des Verfahrens zur zerstdrungsfreien Kontrolle von Punktschweißverbindungen nach Anspruch 1 mit einem auflegbaren Wirbelstromumformer, einem niederfrequenten Meßkanal, der einen Niederfrequenzsignalgenerator, eine Ausschlagbrückenschaltung und einen Phasendetektor in Reihenschaltung umfaßt, einem hochfrequenten Meßkanal, der einen Hochfrequenzsignalgenerator, eine Ausschlagbrückenschaltung und einen Phasendetektor in Reihenschaltung umfaßt sowie mit einem Indikator, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich ein steuerbarer Kommutator (30) zur abwechselnden Zuschaltung des aulegbaren Wirbelstromumformers (1) an die Ausschlagbrückenschaltungen (24, 20) im nieder- und hochfrequenten Meßkanal (22, 18) vorgesehen ist, daß zur Speicherung des Ausgangssignals des Phasendetektors (21) des hochfrequenten Meßkanals (18) ein mit dem Ausgang des Phasendetektors (21) des hochfrequenten Meßkanals (18) verbundener Speicherblock (26) dient, daß auch ein Vergleichsblock (27) zum Vergleich des im Speicherblock (26) eingespeicherten Signals mit dem Signal des Phasendetektors (25) des niederfrequenten Meßkanals (22) vorgesehen ist, und daß ein Steuerblock (29) vorhanden ist, dessen Ausgänge mit den Steuereingängen des steuerbaren Kommutators (30), des Speicher blocks (26) und des Vergleichsblocks (27) verbunden sind und der abwechselnd Signale zur gleichszeitigen Zuschaltung des auflegbaren Wirbelstromumformers (1) an die Ausschlagbrückenschaltung (20) des hochfrequenten Meßkanals (18) und zur Einspeicherung des Ausgangssignals des Phasendetektors (21) des hochfrequenten Meßkanals (18) in den Speicherblock (26) sowie Signale zur gleichzeitigen Zusohltung des auflegbaren Wirbelstromumformers (1) an die Ausschlagbrükkenschaltung (24) des niederfrequenten Meßkanals (22) und zum Vergleich des Signals des Phasendetektors (25) des niederfreo quenten Meßkanals (22) mit dem im Speicherblock (26) eingespeicherten Signal erzeugt.
4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein zusätzlicher steuerbarer Kounutator (31) zur Umschaltung des zweiten Eingangs der Vergleichsschaltung (27) vom Phasendetektor (25) des niederfrequenten Meßkanals (22) an den Phasendetektor (21) des hochfrequenten Meßkanal (18) vorgesehen ist, wobei der Steuerblock (29) einen vierten Ausgang aufweist, der mit dem Steuereingang des zusätzlichen steuerbaren Kommutators (31) verbunden ist und Signale zur gleichzeitigen Zuschaltung des auflegbaren Wirbelstromumformers (1) an die Ausschlagbrückenschaltung (20) des hochfrequenten Meßkanals (18), zur Zuschaltung des Phasendetektors (21) des hochfrequenten Meßkanals (18) an den zweiten Eingang des Vergleichsblocks (27) und zum Vergleich des Signals des Phasendetektors (21) des hochfrequenten Meßkanals mit dem im Speicherblock (26) eingespeicherten Signal erzeugt.