Auf der Naht kann der Prüfkopf nicht aufsetzen, und ein senkrechtes Bündel würde die hochkant liegenden Risse ohnehin verfehlen. Die Lösung ist, seitlich einzuschallen, mit schrägem Bündel.
- ✓ Schräger Keil, der Transversalwellen im Werkstoff erzeugt
- ✓ Zugang zur Naht vom angrenzenden Bereich, ohne aufzusetzen
- ✓ Typische Winkel 45°, 60° und 70° je nach Dicke und Geometrie
- ✓ Ausrichtung des Fehlers entscheidend für die Nachweisbarkeit
Die Prüfung einer Schweißnaht stellt zwei Hindernisse. Das erste ist geometrisch: Die Nahtoberfläche ist unregelmäßig, und der Prüfkopf sitzt darauf nicht zuverlässig auf. Das zweite ist physikalisch: Risse und Bindefehler entwickeln sich vorwiegend entlang der Nahtflanken, also fast parallel zur Richtung eines senkrechten Bündels, das sie streifen würde, ohne eine nutzbare Reflexion zu erzeugen.
Der Winkelprüfkopf löst beides. Der Schwinger ist auf einem schrägen Keil montiert, der neben der Naht auf dem Grundwerkstoff aufsitzt; der Impuls tritt unter einem Winkel in den Werkstoff ein und breitet sich durch die Brechung an der Grenzfläche als Transversalwelle, oder Shear Wave, in schräger Richtung aus.
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Das so erzeugte Bündel erreicht die Naht aus dem Werkstoffinneren und trifft die Flankenfehler unter einem für die Reflexion günstigen Winkel. Durch Vor- und Zurückbewegen des Prüfkopfs werden verschiedene Tiefen erfasst, wobei auch der Schallweg genutzt wird, der an der gegenüberliegenden Oberfläche reflektiert wird, bevor er die Naht erreicht.
Wie der Winkel gewählt wird
| Faktor | Wie er die Wahl beeinflusst |
|---|---|
| Dicke der Verbindung | Bestimmt, welcher Winkel den gesamten Nahtquerschnitt abdeckt |
| Geometrie der Verbindung | Stumpf-, Ecken- oder T-Stoß erfordern unterschiedliche Zugänge |
| Erwartete Ausrichtung der Fehler | Das Bündel muss sie so treffen, dass eine Reflexion entsteht |
| Verfügbarer Platz neben der Naht | Begrenzt, wie weit der Prüfkopf zurückgesetzt werden kann |
| Anwendbare Norm | Kann Winkel und Prüftechniken vorschreiben |
Prüfkopf, Keil und Justierung
Der Brechungswinkel hängt nicht nur vom Keil ab, sondern auch vom Werkstoff, in den die Welle eintritt: Derselbe Keil erzeugt in verschiedenen Werkstoffen verschiedene Winkel. Deshalb müssen der tatsächliche Winkel und der Schallaustrittspunkt vor Beginn der Prüfung an einem Referenzblock überprüft werden.
Auf derselben Justierung werden dann die Bewertungskurven aufgebaut: Den Keil zu wechseln bedeutet, die Kurve neu zu erstellen. Das ist der Grund, warum Keile und Referenzblöcke zusammen mit dem Gerät reisen.
Geräte und Zubehör
| Element | Einsatz |
|---|---|
| Dakota FX70-DL | Schweißnahtprüfung im Feld mit Winkelprüfköpfen |
| Dakota FX81-DL | Tischversion für Labor und Werkstatt |
| Prüfköpfe und Zubehör | Prüfköpfe, Keile, Kabel und Koppelmittel |
| Kalibrierblöcke | Überprüfung des tatsächlichen Winkels und des Schallaustrittspunkts |
Häufige Fragen
Aus zwei Gründen: Die Nahtoberfläche ist unregelmäßig und gewährleistet keine zuverlässige Ankopplung, und ein senkrechtes Bündel würde die Flankenfehler fast parallel treffen, ohne eine nutzbare Reflexion zu erzeugen.
Nein. Der tatsächliche Winkel im Werkstoff hängt von der Brechung an der Grenzfläche und damit auch vom Werkstoff selbst ab: Er muss vor der Prüfung an einem Referenzblock überprüft werden.
Das hängt von Dicke und Geometrie ab. Die Wahl des Winkels und der eventuelle Einsatz verschiedener Winkel folgen der anwendbaren Norm und der Konfiguration der zu prüfenden Verbindung.
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