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Qualitätssicherung: Das Glühen vermessen

Die Überprüfung lasergeschweißter Nähte im Karosseriebau – ­insbesondere der zuverlässigen Anbindung der Fügepartner – ist alles andere als trivial. Eine Herausforderung für die Qualitätssicherung.

Qualitätssicherung, Hema Bildquelle: © Hema electronic

Lasergeschweißte Nähte sind im Karosseriebau aktueller Stand der Technik. Dabei ist die Festigkeit das allerwichtigste Kriterium für eine Schweißnaht. Deshalb muss die Qualitätsüberwachung der üblicherweise verwendeten Werkstoffe Stahl und Aluminium den Schwerpunkt auf die zuverlässige Anbindung der Fügepartner legen. Doch wie lassen sich vorbildlich geschweißte Nähte mit einwandfreier Optik, aber ohne eben diese Anbindung erkennen?

Die meisten Prüfverfahren arbeiten indirekt, indem sie die Prozess-Emissionen beobachten. Aus deren Verhalten sollen Schlüsse auf später auftretende Merkmale der Schweißnaht gezogen werden. Allerdings werden die späteren Effekte bei dieser Methode nur prognostiziert, nicht verifiziert – mit entsprechender Unsicherheit. Gründe dafür sind thermomechanische Einflüsse, die örtlich begrenzte und temperaturabhängige Ausdehnung und Schrumpfung im Bauteil sowie lokale Abkühlbedingungen, die das Verhalten des Materials in der Schweißzone bestimmen. Diese Einflüsse sorgen für unvorhersehbare Effekte unabhängig von der Prozess-Emission. In der Folge erzielen diejenigen Prüfverfahren die besten Ergebnisse, die stattfinden, wenn das aufgeschmolzene Material wieder zur Ruhe gekommen ist.

Doch die Vermessung der Oberfläche einer Schweißraupe sowie die Beurteilung ihrer Gleichmäßigkeit sagt nichts über die Einschweißtiefe oder innenliegende Poren aus. Eine Aussage über die Festigkeit der Schweißnaht ist damit nicht möglich. 

Diese Frage könnten Verfahren mit Hilfe von Ultraschall oder Röntgenstrahlen, die die Schweißstelle durchleuchten, lösen. Sie sind allerdings nur im Nachgang des Schweißvorgangs bei weitgehend abgekühltem Material möglich. Darüber hinaus erfordern sie eine gesonderte Messstation und dauern lange, was sie lediglich für Stichproben qualifiziert.