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Prüfung von Schweißpunkten im Automobil-Karosseriebau

Elektrowiderstands-Punktschweißungen werden im Automobilbau zur Verbindung von Karrosserieteilen verwendet. Die Schweißpunkte werden in der Fertigung mit Ultraschall geprüft.

Zwei oder mehr Bleche werden mit zwei Kupferelektroden zusammengedrückt und mit einem elektrischen Starkstrom im Kiloampere-Bereich ca. 200 ms beaufschlagt. Durch den elektrischen Widerstand entsteht eine Schmelze, die nach dem Abkühlen einen Schweißpunkt in Form einer Linse bildet.

Linse einer Punktschweißung im Schliffbild

Folgende Fehlerarten können dabei auftreten:
  • Keine Linse (Bindefehler)
  • Zu kleiner Linsendurchmesser
  • „Klebverbindung“, wenn nur die Zinkbeschichtung aufgeschmolzen wurde.
Die Prüfung erfolgt in Impuls-Echo-Technik mit breitbandigen 20-MHz-Prüfköpfen. Eine Gummimembran und ein Wasservorlauf im Prüfkopfgehäuse ermöglichen eine flexible Schallankopplung an die eingedrückten Schweißpunkt-Oberflächen.

Spotweld probe Prüfkopf für die Prüfung von Schweißpunkten

Für die bei verschiedenen Blechdicken unterschiedlichen Linsendurchmesser wird jeweils ein Prüfkopf verwendet, dessen Schwingerdurchmesser DS dem Solldurchmesser DL der Linse entspricht.

Die Prüfkopfführung erfolgt manuell. Die Beurteilung der Schweißpunkt-Qualität wird automatisch ausgeführt. Als Prüfgerät wird dabei das Gerät UT-Mate der Firma ScanMaster eingesetzt.

ScanMaster Schweißpunktprüfung im Karosseriebau

Bei einem guten Schweißpunkt mit DL ≥ DS ergibt sich eine Echofolge von der Rückwand des letzten Bleches der Punktschweißung.

A-Bild eines guten Schweißpunkts
(Bild anklicken zum Vergrößern)

Beim obigen Prüfbeispiel handelt es sich um einen Schweißpunkt von 2 Blechen mit der Wanddicke 1 mm. Der Solldurchmesser der Linse beträgt 4 mm.

Die Echofolge besteht aus deutlichen Rückwandechos. Die gemessene Schallschwächung von 2,9 dB/mm ist ein Hinweis auf das grobkörnige Gefüge der Linse. Während der Schmelzphase wurde der Schweißpunkt eingedrückt, was sich aus der Restwanddicke 1,87 mm ablesen ist.

Aufgrund dieser Kriterien wird die Qualität des Schweißpunktes als „GUT“ bewertet.

Wenn der Linsendurchmesser zu klein ist, werden im A-Bild Zwischenechos von der Rückwand des ersten Bleches angezeigt.

Aus einer langen ungedämpften Echofolge wird abgelesen, dass keine grobkörnige Linse vorliegt, sondern nur die für den Korrosionsschutz aufgetragene Zinkbeschichtung geschmolzen wurde. Diese ist feinkörnig und bewirkt keine hohe Schallschwächung.

Zusammen gefasst wird die automatische Bewertung folgendermaßen vorgenommen:

Signal Ergebnis
Kurze gedämpfte Echofolge vom letzten Blech und ausreichende Eindrucktiefe Schweißpunkt IO
Zwischenechos vom ersten Blech Linse zu klein: NIO
Lange ungedämpfte Echofolge vom letzten Blech Klebung: NIO
Nur Rückwandechofolge vom 1. Blech Keine Bindung: NIO

Aktuelle Termine


15.-18. Oktober 2018
27. testXpo, Ulm

07.-10. Mai 2019
33. Control, Stuttgart

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