Beolvadási hibák és a mérés és a vizsgálat leegyszerűsítése
A hegesztés a gépjárművek, repülőgépek és más hasonló termékek fém alkatrészeinek egyesítéséhez gyakran használt módszer. A hegesztési varratok megfelelő minősége fontos tényező a termékek biztonsága szempontjából. A megfelelő minőség biztosításához egy keresztmetszeti minta használatával meg kell róla győződni, hogy megfelelő-e a beolvadás mértéke, és meg kell vizsgálni, hogy nincsenek-e olyan hibák, mint az elégtelen beolvadás vagy a nem megfelelő egyesítés.
A KEYENCE legújabb 4K-s digitális mikroszkópja segítségével alacsony kontrasztú varratkeresztmetszetek esetén is pontosan megfigyelhetők a fémszerkezet-határok és a hibás területek. Ez a mikroszkóp továbbá a 2D-s és 3D-s méretek gyors mérését is lehetővé teszi, és egy jelentés formájában automatikusan létrehozza a mérési eredményeket (pl. képeket és értékeket), így jelentősen hozzájárul a hatékonyság növeléséhez.
- A varratbeolvadás vizsgálatának fontossága
- A hegesztési minőség és a beolvadás kapcsolata
- A hegesztési varratok mérésének és vizsgálatának leegyszerűsítése mikroszkópok használatával – Legújabb példák
- Egy 4K-s mikroszkóp, amely leegyszerűsíti a hegesztési varratok mérését és vizsgálatát
A varratbeolvadás vizsgálatának fontossága
A hegesztés a gépjárművek, repülőgépek, vasúti kocsik, hajók és más hasonló termékek fém alkatrészeinek egymáshoz erősítéséhez gyakran használt módszer. A gépjárművek esetén leggyakrabban az ívhegesztés, az ellenállásos ponthegesztés és a lézeres hegesztés különböző típusait használják a karosszérián, a vázon, a motoron, a hajtóművön, az alvázon és az egyéb olyan komponenseken, amelyek terhelésnek vannak kitéve a gépjármű használata közben. Ezért a keresztmetszeti minták mérésén keresztül fontos ellenőrizni a hegesztési szilárdságot és a hegesztési varratok minőségét.
A hegesztési varratok mechanikai jellemzői és törései
Az alapanyagok mellett az azokat összekötő hegesztések (hegesztési varratok és penetráció) is fémes anyagok, amelyek megolvasztott, majd megszilárdult töltőanyagokat (hegesztőpálca és hegesztőhuzal) tartalmaznak.
A hagyományos ívhegesztés esetén például a hegesztési hő hatására a hegesztőfém mellett az alapanyagban is folyamatosan módosulnak a fémszerkezetek. Ezzel a változással párhuzamosan a fémanyagok mechanikai tulajdonságai is folyamatosan módosulnak. Másrészről a hegesztési varrat felületén létrejövő dudorban törések lehetnek. Ez a mechanikai jellemzők változásához vezet, és túlzott terhelés esetén töréseket okozhat.
Szilárdsági tervezés és hegesztési minőség
A fém termékek szilárdsági tervezésekor az anyagokat általában a termékeket érő terhelés megbecslése és az egyes fémanyagokat érő terhelés meghatározása alapján választják ki. A szilárdsági tervezés során emellett az egyes anyagok hegesztési varratait érő terhelést is figyelembe kell venni, és ennek megfelelő hegesztési minőségről kell gondoskodni.
Emiatt fontos a szilárdsági tervezés alapján megvizsgálni a hegesztési minőséget, például a sarokvarrat-vastagság (vagy keresztmetszet, a hegesztési varrat keresztmetszetének mérete hegesztés után), a szélesség és a beolvadási mélység mérésével. A hegesztési varratok minősége hegesztés után a keresztmetszet makroszkopikus mérésén keresztül értékelhető.
A hegesztési minőség és a beolvadás kapcsolata
Beolvadási mélység és beolvadási hibák
A beolvadási mélység szorosan összefügg a hegesztési erősséggel. A hegesztési varratokon előforduló beolvadási hibák (például nem megfelelő kapcsolat a beolvadási mélység és az alapanyag között) jelentős hatással vannak a hegesztés minőségére és erősségére. A tompahegesztést alapul véve az alábbiakban a leggyakoribb beolvadási hibákat ismertetjük.
- Elégtelen beolvadás
- Ennél a hibánál a beolvadás mértéke nem éri el a szükséges mélységet olyan tényezők miatt, mint a nem kellő hőmérsékletre felmelegített olvasztott fém. Az ábrán egy átlapolt sarokhegesztés példája látható. Tompahegesztés esetén könnyen kialakulhat ez a hiba a vájatok alján. Vékony lemezes T elemes rögzítés (vízszintes sarokvarrat) esetén a beolvadás nem elégséges, ha mélysége nem éri el a vékony lemez vastagságának 20%-át.
- Hiányos fúzió
- Ezt a hibát az okozza, hogy az olvadt fém nem hatol be az alapfém bizonyos részeibe. Az ábrán egy vékony lemezes T elemes rögzítés (vízszintes sarokvarrat) látható. Ezt a hibát például nem kellő hőmérsékletűre hevített olvasztott fém és az olvadt fém előáramlása okozhatja. Körvarratos hegesztés esetén a hiba oka az is lehet, hogy az előző és következő varratok még a megfelelő beolvadás előtt átlapolódnak.
Teljes és részleges beolvadású hegesztés, valamint ezek erőssége
A különböző vájatok szintén különböző beolvadási mintákat okozhatnak, ami eltéréseket eredményez a hegesztési varratok erősségében.
- Áthegesztés (tökéletes átolvasztás)
- Az áthegesztés egy olyan hegesztési módszer, amelynél a rögzítendő alapanyag vájatát egyesítik az olvasztott hegesztőanyagokkal (hegesztőpálca és hegesztőhuzal), mint például a tompahegesztés esetén.
Általánosságban elmondható, hogy az áthegesztéses módszerrel készített varratok rendkívül megbízhatóak a szilárdság tekintetében, mivel ugyanolyan mértékben állnak ellen a terhelésnek, mint maga az alapanyag. Ugyanakkor ezeknél a varratoknál magas hegesztési minőségre van szükség. A varratokon kialakuló hornyok és egyéb hibák megelőzése érdekében különösen nagy figyelmet kell fordítani a varratok végeire. Emellett a varratmagasság szabályozása és beállítása is fontos, mivel a túl magas varratokra nagyobb terhelés nehezedik, ami töréshez és hasonló problémákhoz vezethet.
- Részleges beolvadású hegesztés
- A részleges beolvadású hegesztési módszer során egy részleges hornyot hoznak létre az alapanyagon. Ennél a módszernél az alapfémet csak részlegesen hegesztik át, ellentétben a teljes áthegesztéssel, ahol a hegesztési varrat az alapanyag teljes vastagságán áthatol. Bár általában a teljes áthegesztés alkalmazása a gyakori, bizonyos esetekben részleges beolvadású hegesztésre van szükség, például olyankor, amikor az anyagok kialakítása vagy gyártása miatt az egymáshoz illesztett részek összefonódnak.
Részleges beolvadású hegesztés esetén nagy figyelmet kell fordítani azokra a területekre, amelyek hajlítónyomatéknak vagy húzóerőnek vannak kitéve, mivel a részleges penetrációjú hegesztés erőssége gyakran nem elegendő. Éppen ezért a hegesztési varratok szilárdsági tervezésére, valamint annak mérésére és vizsgálatára is kiemelt figyelmet kell fordítani, hogy a tényleges hegesztési varrat méretei, például a sarokvarratok vastagsága, megfelelnek-e a tervezési feltételeknek.
A hegesztési varratok mérésének és vizsgálatának leegyszerűsítése mikroszkópok használatával – Legújabb példák
A hegesztett területek keresztmetszete általában nem elég kontrasztos a varrat és az alapfém közötti részen, ami megnehezíti a mérést, és eltérő eredményekhez vezethet az egyes kezelőknél. Emellett sztereoszkopikus mikroszkópok használata esetén a skála vizuális ellenőrzésére és a mért értékek manuális bevitelére van szükség.
Az elmúlt években a digitális mikroszkópok technológiai fejlesztései jelentősen növelték a hegesztési varrat és a méretek ellenőrzésének hatékonyságát. A KEYENCE VHX sorozatú ultranagy felbontású 4K-s digitális mikroszkópja a legújabb nagy felbontású objektívek, a 4K-s CMOS-érzékelő és a fejlett képfeldolgozási technológia révén kristálytiszta képeket biztosít, és a hegesztési varrat hatékony vizsgálatát és mérését teszi lehetővé.
A varrat és az alapanyag közötti határt kristálytisztán rögzítő 4K-s, nagy felbontású képek
A hegesztett területek keresztmetszete gyakran nem elég kontrasztos a varrat és az alapfém határainál, ami megnehezítheti a megfigyelést és a mérést.
A VHX sorozatú 4K-s digitális mikroszkóp kristálytiszta, nagy felbontású 4K-s képeket biztosít ezekről a területekről. Ennek köszönhetően gyorsan és egyértelműn megfigyelhetők a határok, a szerkezeti különbségek és a hibás területek – még átlapolt sarokhegesztés esetén is, ahol a hegesztőanyag és az alapanyag közötti határ sokszor nehezen megkülönböztethető.
Ezek a megfigyelések a varrat méreteinek egyértelmű mérését teszik lehetővé, mindezt rövidebb idő alatt és nagyobb vizsgálati pontossággal.
Bal oldali kép: nagy felbontás/Jobb oldali kép: nagy felbontás nélkül (30×)
A hegesztési varratok méretének hatékonyabb mérése
A hegesztési keresztmetszetek méreteinek ellenőrzése fontos vizsgálat az anyag erősségének és minőségének megállapítása szempontjából. Azonban az alapfém és a hegesztési varratok közötti terület alacsony kontrasztja miatt gyakran nem könnyű meghatározni a mérési pontokat. Emellett az emlékezetből történő vizuális összevetés és a kapott értékek manuális bevitele emberi hibákat és bonyolult műveleteket eredményez.
A VHX sorozatú 4K-s digitális mikroszkóp monitorján kristálytiszta, 4K-s, nagy felbontású képeken vizsgálhatja a hegesztési területek határait, és egyszerűen a kívánt mérési pontokra kattintva pontos 2D-s méréseket végezhet az olyan tényezőkről, mint a sarokvarratok hossza és mélysége, valamint a beolvadási mélység. Emellett egyszerűen és gyorsan végezhet rendkívül pontos, szubmikron nagyságrendű méréseket is, jelentősen lerövidítve ezzel a munkaidőt.
Továbbá, az új automatikus élfelismerő funkció megakadályozza az kezelők által azonosított mérési pontok közötti eltéréseket. A felhasználók emellett a mért és mentett adatokat egy albumból kiválasztva megismételhetik a méréseket, ami számos különböző vizsgálati igény esetén hasznos funkció lehet.
Hegesztési varrat mérése
A hegesztési varratok 3D-s mérése és 3D-s alakja
A hegesztési varratok folyamatos, egyenetlen alakzatok. A hegesztési felületen előforduló (folytonossági) hibák, például túl alacsony varrat, átfedések, hornyok, mélyedések és repedések nem megfelelő mechanikai tulajdonságokhoz, ezáltal pedig törésekhez vezethetnek.
Az egyszerűen használható VHX sorozatú 4K-s digitális mikroszkóp pillanatok alatt elkészít több, különböző fókuszpozíciójú képet, így még egyetlen felületű célterületek esetén is kristálytiszta képet és pontos 3D-s méréseket biztosít. A hegesztési varratok 3D-s alakzatának megjelenítésével nem csupán a hegesztési alakot vizsgálhatja szabadon, bármilyen szögből, hanem bármely keresztmetszeti rész profilját is megmérheti. Az alakzatok és az érdesség elemzése révén könnyedén azonosíthatja a hegesztési varratok körül az alapfémben kialakult cseppeket, repedéseket és más hasonló problémákat.
Vizsgálati jelentések azonnali létrehozása
A hagyományos módszerek esetén a kezelőknek bonyolult méréseket és vizsgálatokat kellett végezniük, és a jelentések létrehozása is rengeteg munkát igényelt.
A VHX sorozatú 4K-s digitális mikroszkóp jelentéskészítési funkciót is kínál. A VHX sorozatú mikroszkópokra Excelt is telepíthet, akárcsak egy szokványos számítógépre. Az előre beállítható sablonoknak köszönhetően pillanatok alatt beviheti a nagyított képeket, a méreteket, a mért értékeket, valamint a megfelelt/nem felelt meg értékeléseket. Ezek a sablonok jelentősen csökkentik a jelentések létrehozásához szükséges időt és erőfeszítést.
Egy 4K-s mikroszkóp, amely leegyszerűsíti a hegesztési varratok mérését és vizsgálatát
A VHX sorozatú mikroszkóp egy hatékony eszköz, amely megoldást kínál a mérésekkel és vizsgálatokkal kapcsolatos problémákra, és jelentősen növeli a munka hatékonyságát. Mindez a csakis 4K-s, nagy felbontású képekkel elérhető kivételes képtisztaságnak, a pontos mérések által biztosított numerikus adatoknak, valamint az adatok egyszerű mentésének és felhasználásának köszönhető. A mikroszkóp emellett számos további funkciót kínál a sebességgel és pontossággal kapcsolatos helyi követelmények kielégítésére. Ilyen például a zökkenőmentes zoomfunkció, amely az objektív cseréje nélkül, automatikusan vált a 20×-os és 6000×-es nagyítás között, az egyenetlen felületek esetén is részletgazdag és kristálytiszta képet biztosító optikai árnyékhatás üzemmód és többszörös megvilágítás funkció, valamint a mentett adatok kiválasztásával automatikusan reprodukálható beállítások.
A VHX sorozattal kapcsolatos részletekért kattintson az alábbi gombra, és töltse le a katalógust. Kérdés esetén kattintson az alább látható másik gombra, és vegye fel a kapcsolatot a KEYENCE-szel.
