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Wednesday, September 28, 2011, Saal F 2:50 PM Qualitätssicherung, Sensorik |
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Hochfrequente Dehnungsmessung an Punktschweißzangen mit Hilfe von Faser-Bragg Gitter-Sensoren zur Bewertung von Punktschweißverbindungen |
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Jan Kammann* / Günter-Köhler-Institut für Fügetechnik und Werkstoffprüfung GmbH, Deutschland Jens Bliedtner / Fachhochule Jena, Deutschland Hartmut Müller/ Günter-Köhler-Institut für Fügetechnik und Werkstoffprüfung GmbH, Deutschland Zweinert Klaus/ Fachhochule Jena, Deutschland |
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Die beim Punktschweißprozess entstehende Erwärmung führt zu einer Volumenänderung des Materials der Fügepartner. Die daraus resultierende mechanische Belastungsänderung der Schweißzange kann mit FBG-Sensoren sehr exakt und hochdynamisch gemessen werden. Die Kenntnis des zeitlichen Dehnungsverlaufes einer Punktschweißverbindung lässt Rückschlüsse auf den Aufbau der Verbindung und somit auch der Qualität zu. Problematisch sind elektrische Sensoren und deren Verkabelung im Bereich von starken elektromagnetischen Feldern. Hierbei kann das Sensorsignal von dem induzierten Störsignal um ein vielfaches überlagert werden. Mit FBG-Sensoren, welche die Dehnungsinformation rein optisch ermitteln und weiter leiten, ist eine Störung durch elektromagnetische Induktion physikalisch ausgeschlossen. Typischerweise werden FBG-Sensoren aufgeklebt, wobei diese danach nicht wieder zu verwenden sind. Ein Austausch bei einem Defekt ist aufwändig und erfordert Spezialwissen und Werkzeug. Neu ist, dass ein optischer Sensor auf FBG-Basis durch einfaches schrauben sowohl montiert als auch demontiert werden kann und trotzdem in der Lage ist hohe mechanische Schwingungsfrequenzen zu erfassen. Die Auswertung der Signale findet in einer Auswerteeinheit statt, welche mit einer Glasfaser verbunden ist, die mehrere Kilometer lang sein kann. Optische Sensoren eigen sich auch besonders im explosionsgefährdeten Bereichen. |