Untersuchung der Eignung eines körperschallbasierten In-Prozess-Sensorsystems zur Identifizierung von Schweißnahtunregelmäßigkeiten während des Elektronenstrahlschweißprozesses

In diesem Beitrag werden Untersuchungen einer prozessbegleitenden Qualitätssicherungsmethode für das Elektronen-strahlschweißen vorgestellt, die auf einer körperschallbasierten Schallemissionsprüfung zur Erkennung von prozessbe-dingten Schweißnahtunregelmäßigkeiten beruht. Dazu wurden verschiedene Blechwerkstoffe, nämlich 1.4301 und 3.3535, in Stumpfstoßkonfiguration geschweißt und die dabei entstehenden Prozessgeräusche mit zwei speziell für Körperschall ausgelegten Schallemissionssensoren aufgezeichnet. Während der Schweißexperimente wurden typische Unregelmäßig-keiten, wie beispielsweise fehlerhafte Bauteilpositionierung, Schmelzbadauswurf und Humping, gezielt eingebracht und analysiert. Im Anschluss wurden die aufgezeichneten akustischen Schallsignale auf defektspezifische Klangsignaturen untersucht. Zur Analyse der Schallemissionsdaten wurden verschiedene Methoden im Zeit- und Frequenzbereich sowie vortrainierte maschinelle Lernmodelle eingesetzt. Die Ergebnisse zeigen, dass die untersuchten Unregelmäßigkeiten iden-tifiziert und von den Prozessemissionen des fehlerfreien (i. O.) Schweißprozesses unterschieden werden können. Dies ermöglicht eine robuste Identifizierung von Schweißnahtunregelmäßigkeiten und eröffnet damit Wege zu einer kosten-günstigen prozessbegleitenden Qualitätskontrolle.