Abstract No.:
4194

 Scheduled at:
Wednesday, September 16, 2015, Saal Kiew 2:30 PM
Sensorik - Qualität


 Title:
Online-Schmelzbaddiagnostik zur Schweißnahtqualitätsüberwachung und Vermeidung von Schweißnahtfehlern beim MSG-Schweißen

 Authors:
Konrad Willms* / Institut für Schweißtechnik und Fügetechnik,RWTH-Aachen, Deutschland
Uwe Reisgen / Institut für Schweißtechnik und Fügetechnik, RWTH Aachen, Deutschland
Marion Purrio/ Institut für Schweißtechnik und Fügetechnik, RWTH Aachen, Deutschland

 Abstract:
Beim automatisierten Lichtbogenschweißen hängt die Qualität der Schweißnaht im Wesentlichen von der Beherrschung der Variation der Prozessrandbedingungen ab. Hauptursachen für die Variation der Prozessrandbedingungen resultieren vorwiegend aus geometrischen Änderungen im Bereich der zu schweißenden Fuge. Eine Möglichkeit zur Beherrschung der auftretenden Abweichungen bieten technisch aufwendige und kostenintensive Vorrichtungen. Eine wesentlich flexiblere Alternative bietet der Einsatz von Sensoren zur Überwachung und zur Adaption des Schweißprozesses. Allerdings kommen heute meistens Sensoren, die vorlaufend die Geometrie der Schweißfuge erfassen zur Anwendung. Sensoren, die, ähnlich dem Handschweißer, direkt den Schweißprozessort beobachten und Informationen über die Schmelzbadform und -lage bereitstellen, sind zurzeit nicht am Markt verfügbar. Deshalb konzentrierten sich die Forschungsarbeiten am ISF auf die Entwicklung einer Online-Diagnostik, welche Informationen aus dem schmelzflüssigen Bereich und direkt am Prozess extrahiert und analysiert.
Zur Informationsgewinnung über die Lage und Form des Schmelzbades kommt eine CMOS-Kamera zum Einsatz. Diese Kamera ist in Schweißrichtung vor dem Schweißbrenner angeordnet und ermöglicht die Erfassung des Schmelzbades sowie die ungeschweißte Fuge in einer Bildaufnahme. Dadurch können sowohl Fehlpositionierungen des Schweißbrenners als auch Qualitätsmerkmale, wie z.B. die Schmelz-badbreite, detektiert werden. Ziel der Bildauswertung war es online, Informationen über die Lage des Schmelzbades sowie des Lichtbogens relativ zur Fuge und über die Breite des Schmelzbades zur Verfügung zu stellen. Mit diesen Informationen kann dann, bei eventuellen Abweichungen eine automatische Korrektur der Brennerposition und eine Adaption der Schweißparameter durchgeführt werden. Ferner kann auch die Ausrichtung des Lichtbogens detektiert werden.
Des weiteren wurde ein Modell für die Überwachung der Schweißnahtqualität entwickelt, bei dem, exemplarisch für die Kehlnaht, die Position des Lichtbogens mit dem Nahtflankenverhältnis der Geometrie der Schweißnaht korreliert wurde. Mit Hilfe dieses Modells kann über die Informationen der Schmelzbadauswertung die aktuelle Nahtqualität bestimmt und bei eventuellen Abweichungen eine Anpassung der Schweißbrennerposition vorgenommen werden.


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