Basiswissen zur Schweißpunktprüfung

Einsatz von Schweißpunktprüfungen

Linse einer Punktschweißung im Schliffbild

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.

Folgende Fehlerarten können dabei auftreten:

  • Keine Linse (Bindefehler)
  • Zu kleiner Linsendurchmesser
  • „Klebverbindung“, wenn nur die Zinkbeschichtung aufgeschmolzen wurde.

Der richtige Prüfkopf

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.

Für die bei verschiedenen Blechdicken unterschiedlichen Linsendurchmesser wird jeweils ein zur Anwendung passender Prüfkopf verwendet, dessen Schwingerdurchmesser DS dem Solldurchmesser DL der Linse entspricht. Die Prüfkopfführung erfolgt manuell.

Prüfkopf für die Prüfung von Schweißpunkten

Das Prüfbild

A-Bild eines guten Schweißpunkts

Die Beurteilung der Schweißpunkt-Qualität wird automatisch ausgeführt. Bei einem guten Schweißpunkt mit DL ≥ DS ergibt sich eine Echofolge von der Rückwand des letzten Bleches der Punktschweißung.

Beim Prüfbeispiel im Bild handelt es sich um einen Schweißpunkt von zwei 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 lässt.

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.

Bewertungsschema

SignalErgebnis
Kurze gedämpfte Echofolge vom letzten Blech und ausreichende EindrucktiefeSchweißpunkt IO
Zwischenechos vom ersten BlechLinse zu klein: NIO
Lange ungedämpfte Echofolge vom letzten BlechKlebung: NIO
Nur Rückwandechofolge vom 1. BlechKeine Bindung: NIO

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