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Thursday, September 14, 2023, Brüssel 12:30 PM Moderne Fügeverfahren - Rührreibschweißen |
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Akustische Kontrolle von Rührreibschweißnähten im Rahmen der Qualitätssicherung |
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Martin Sennewald* / Technische Universität Ilmenau
Fachgebiet Fertigungstechnik, D Maximilian Rohe / Technische Universität Ilmenau/ Fachgebiet Fertigungstechnik, Deutschland Jörg Hildebrand/ Technische Universität Ilmenau/ Fachgebiet Fertigungstechnik, Deutschland Jean Pierre Bergmann/ Technische Universität Ilmenau/ Fachgebiet Fertigungstechnik, Deutschland |
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Die steigenden Anforderungen im Bereich des Qualitätswesens und insbesondere der Dokumentationspflicht während der Fügeprozesse erfordern die Entwicklung geeigneter Qualitätsprüfverfahren, die es ermöglichen, bereits während des Fügeprozesses Aussagen über die Bauteilqualität zu treffen. Ein erfolgsversprechender Ansatz stellt bei vielen Fügeprozessen der durch den Prozess emittierte Luftschall dar. Dieser wird bereits durch die Maschinenbediener als Diagnoseverfahren zur Beurteilung des Prozesses herangezogen. Besonders beim Rührreibschweißen als Festfügeverfahren, das mit hohen Prozesskräften und damit einhergehenden großen Reibmomenten die Fügepartner verbindet, treten prozessspezifische Vibrationen auf. Der prozessinduzierte Körperschall wird schließlich an den Grenzflächen der Fügepartner als Luftschall emittiert. Der Reibprozess ist dabei nicht die alleinige Schallquelle. Zusätzlich können das Handlingsystem, Kühlungen oder andere prozessbegleitende Prozesse Luftschall emittieren und zur Analyse des Prozesses herangezogen werden. Vor diesem Hintergrund erfolgte im Forschungsprojekt „AKoS - Akustische Kontrolle von Schweißnähten bei sicherheitskritischen Bauteilen im Rahmen der Qualitätssicherung“ gefördert durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung die Entwicklung eines neuartigen Qualitätsprüfverfahren beim Rührreibschweißen auf Basis des emittierten Luftschalls. Dabei wurden neben unterschiedlichen Luftschallsignalen auch Körperschallsignale, die für das Rührreibschweißen relevanten Prozessgrößen und Daten des Handlingssystem aufgezeichnet. Für weitere Analysen und Klassifizierung der Prozessdatenbereiche müssen die ortsaufgelösten Prozessdaten mit den Zeitsignalen der Prozessgrößen kombiniert und überlagert werden. Mittels Bildverarbeitungswerkzeugen konnten die relevanten Informationen aus Röntgenbildern extrahiert und so eine Methodik zur orts- und zeitaufgelösten Beurteilung von Rührreibschweißnähten entwickelt werden. Dies ist insbesondere für spätere Auswertungen mit Hilfe von Algorithmen und Methoden des maschinellen Lernens notwendig. |