Neues Werkzeug zur Entdeckung von Schweißfehlern
Wenn man bedenkt, wie viele tausend Schweißpunkte in einem Auto vorhanden sind, so scheint es unvermeidbar, dass einige von ihnen erneuert werden müssen, wenn das Fahrzeug repariert wird. Es ist offenkundig, dass Reparaturschweißungen nicht zerstörend geprüft werden können. Man könnte passende Proben nehmen, um Sicherheit zu bekommen, jedoch gibt es derzeit kein geeignetes Verfahren, um die Intaktheit von Schweißungen bei der Inbetriebnahme zu prüfen.Das EU-finanzierte Projekt SPOTTRACK hatte das Ziel, diesen Bedarf zu decken, und man entwickelte daher ein Gerät zu automatisierten Inspektion von Schweißpunkten. Mit einem Konsortium aus neun Partnern konzentrierte man sich im Projekt zunächst auf die Bewertung der Marktnachfrage, und anschließend entwarf man mithilfe eines numerischen Modells das Gerät. Das Endziel war, ein leichtes und kostengünstiges Gerät sowie eine Sonde zu entwickeln, die Zugang zu schwierigen Regionen verschafft und von nicht fachkundigen Personen bedient werden kann.Die Projektpartner bereiteten den Weg für Modellierungsmethoden der finiten Elemente zur Ultraschallprognose. Mit diesen Modellen kann man relativ kostengünstig eine große Anzahl von Proben untersuchen und einen detaillierteren Einblick gewinnen. Die Modellierungsergebnisse ermöglichen die Visualisierung des akustischen Felds für das gesamte Volumen und zu jedem Zeitpunkt im Verlauf der Schweißprobe. Dies führt zu einem verbesserten Verständnis der Auswirkungen, die die Variablen auf die Zuverlässigkeit der Testergebnisse haben.Um eine größere Auflösung bei der Inspektion zu erzielen, nutzt man bei SPOTTRACK eine Array-Sonde und einen Multiplexer mit einem einzelnen Impulsempfänger. Der Multiplexer ermöglicht das Auffangen der Signale, so dass keine Phased-Array-Geräte benötigt werden. Das Projektteam fertigte auch eine Reihe von Probestücken an, um sicherzustellen, dass SPOTTRACK zuverlässig die Qualität eines Schweißpunkts bestimmen kann. Zu den Probestücken gehörten intakte Schweißungen sowie eine Reihe von fehlerhaften Schweißungen. Das Team verwendete die Daten aus diesen Tests, um neuartige Signalverarbeitungsalgorithmen für das Inspektionssystem zu entwickeln.Man entwickelte neuartige Algorithmen, die automatisch die Hauptreflexionen (von der Rückwand der Schweißung), die Zwischenreflexionen (im Falle einer zu kleinen oder defekten Schweißung) und bestimmte Parameter der Reflexionen wie Empfangsdauer und Amplitude erkennen können. Mit diesen Informationen konnte das Team die Dicke und die ungefähre Größe der Schweißung bestimmen und entscheiden, ob die Schweißung fehlerhaft ist oder nicht.Es wurden zwei Geräteprototypen entwickelt, und man führte Feldversuche an zu reparierenden Autos durch. Mit einer Fehlerkennungsquote von unter 1 % garantiert das Gerät aus dem Projekt SPOTTRACK eine sichere Fahrzeugreparatur.