Schweißnahtprüfung: Schweißnähte automatisch und zerstörungsfrei prüfen
Eine Schweißnaht verbindet zwei Werkstoffe unter Anwendung von Wärme oder Druck stoffschlüssig miteinander. Dadurch kann die Verbindung nicht mehr zerstörungsfrei gelöst werden. Schweißnähte sind ein wesentlicher Bestandteil von Konstruktionsprozessen. Klassische Branchen sind der Maschinenbau, der Stahl- und Metallbau sowie der Schiffsbau.
Doch was passiert, wenn es zu Schweißfehlern kommt? Und welche Rolle spielen Kameras bei ihrer frühzeitigen Erkennung?
Schweißfehler: Ursachen und Folgen
Schweißfehler entstehen unter anderem durch eine falsche Schweißtechnik, eine fehlerhafte Maschineneinstellung, Feuchtigkeit, Verunreinigungen oder eine störende Beschichtung. Die häufigsten Schweißfehler sind Risse und Einschlüsse. Aber auch Oberflächenporen oder Verzüge treten häufig auf. Fehlerhafte Schweißverbindungen beeinträchtigen die Belastbarkeit von Bauteilen und können ganze Konstruktionen destabilisieren. So stellen sie ein Sicherheitsrisiko für Anlagen, Beschäftige und die Umwelt dar.
Daher ist es von essentieller Bedeutung, dass im Rahmen der Qualitätskontrolle eine Schweißnahtprüfung erfolgt. Obgleich bereits in vielen Teilen der Industrie automatisierte Schweißverfahren im Einsatz sind, erfolgt die Fehlererkennung meistens durch eine manuelle optische Sichtprüfung durch die Schweißaufsicht.
Die optische Sichtprüfung
Dabei wird die Oberfläche durch das menschliche Auge auf Fehler untersucht. Die Methode ist allerdings inkonsistent und birgt eine hohe Fehleranfälligkeit. Kleine Abweichungen oder Fehler, die in einem ungünstigen Winkel liegen, sind mit dem menschlichen Auge nur schwer erkennbar. Des Weiteren stellen Probleme bei unterschiedlicher Materialqualität, Schwankungen der Prozessparameter und schwierige Testumgebungen weitere Herausforderungen da.
Zerstörende Prüfungen
Bei den zerstörenden Prüfungen werden stichprobenartig Schweißnähte auf mechanische Eigenschaften wie Zugfestigkeit, Härte und Belastbarkeit untersucht. Dabei werden die Werkstoffe so verändert oder zerstört, dass sie danach nicht mehr verwendet werden können und kostspieliger Ausschuss entsteht.
Automatisierte Schweißnahtprüfung durch industrielle Bildverarbeitung
Moderne Bildverarbeitung ermöglicht es, die visuelle Inspektion von Schweißnähten zu automatisieren. Hochleistungsstarke Kameras scannen und vermessen die Schweißnaht Pixel für Pixel. Anschließend werden die Bilder nach ISO EN 9001, ISO EN 5817 sowie selbst festgelegten Prüfvorschriften ausgewertet. Künstliche Intelligenz erkennt selbst geringfügige Abweichungen oder komplexe Nahtverläufe frühzeitig und zerstörungsfrei. Die Prüfergebnisse werden in der Bildverarbeitungssoftware angezeigt und vereinfachen etwaige Nacharbeiten.
Vorteile der automatisierten Schweißnahtprüfung
Die autonome Prüfung kann effektiv in die Produktionskette integriert werden sowie mehrere Schweißnähte an unterschiedlichen Positionen zeitgleich inspizieren. Somit beschleunigt sie nicht nur die Qualitätskontrolle, sondern auch die anschließenden Prozessschritte. Durch die frühzeitige Fehlererkennung können Nacharbeiten schnell durchgeführt und teure Serienfehler sowie Rückrufaktionen vermieden werden. Des Weiteren werden Mitarbeitende von monotonen Tätigkeiten entlastet und erhalten mehr Ressourcen für andere Projekte. Es resultieren rundum eine höhere Qualität sowie enorme Kosteneinsparungen.
Zusammenfassend bringt die automatisierte Qualitätsprüfung von Schweißnähten folgende Vorteile:
- Zeit- und Kostenersparnis
- Transparente und zerstörungsfreie Prüfung
- Höchste Genauigkeit, Qualität und Sicherheit
- Einsatzflexibilität
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