Zastosowanie termografii aktywnej do badań nieniszczących stalowych paneli typu sandwich spawanych laserowo
W artykule pokazano możliwość zastosowania termografii aktywnej do badań nieniszczących stalowych paneli typu sandwich wytwarzanych w technologii spawania laserowego. Badania termograficzne wykonano w układzie pomiarowym jednostronnym. Źródło ciepła, a także kamera termowizyjna usytuowane są po tej samej stronie względem badanej próbki. Uzyskane wyniki przedstawiono w postaci obrazów termograficznych chwilowego rozkładu temperatury, obrazujących kształt analizowanych złączy, a także sztucznie wytworzoną wadę.
Stalowe panele typu sandwich wytwarzane w technologii spawania laserowego są obecnie coraz częściej stosowane m.in. w przemyśle stoczniowym przy produkcji współczesnych konstrukcji pokładów statków [1-3]. Technologia spawania laserowego znalazła przy tym szerokie zastosowanie ze względu na jej podstawowe zalety, takie jak np.: duża gęstość mocy, duża elastyczność procesu, duża prędkość spawania, łatwość automatyzacji i robotyzacji [4]. W praktyce produkcyjnej przy wytwarzaniu stalowych paneli typu sandwich odnotowuje się przypadki, w których – pomimo ustalonych, odpowiednio dobranych parametrów procesu spawania laserowego – występują niezgodności złączy. Np. w postaci lokalnego braku przetopienia obu elementów łączonych (tj. blachy zewnętrznej z wewnętrznym wspornikiem). W efekcie prowadzi to do obniżenia wytrzymałości mechanicznej.
Wymagania dla badań nieniszczących
Z tego względu przemysł zgłasza zapotrzebowanie na efektywną, bezkontaktową, podlegającą automatyzacji, a także nieniszczącą metodę badań, która umożliwia kontrolę jakości złączy spawanych laserowo. Typowo do oceny ciągłości materiałowej złączy spawanych laserowo stosuje się techniki ultradźwiękowe. Istotnym problemem jest przy tym przede wszystkim wydajność, która ma duże znaczenie przy kontroli jakości wielkogabarytowych produktów.
W pracy analizowano możliwość zastosowania termografii aktywnej jako metody, która może także spełniać stawiane wymagania dotyczące badań nieniszczących złączy spawanych laserowo w stalowych panelach typu sandwich. Wcześniejsze opublikowane wyniki badań własnych dowiodły skuteczności termografii aktywnej w ocenie jakości następujących połączeń nierozłącznych: teowych spawanych laserowo [5], adhezyjnych na zakładkę [6], lutowanych na zakładkę [7], a także spawanych laserowo na zakładkę [8].
Materiał do badań
Na potrzeby eksperymentu wytworzono próbkę do badań (rys. 1) w postaci stalowego panelu typu sandwich. Składał się on z dwóch zewnętrznych blach (220 x 130 mm) o grubości 1,2 mm, a także dwóch wewnętrznych ceowników (30 x 30 mm) z blachy o grubości 2,0 mm. Próbkę zaprojektowano tak, aby posiadała sześć osobnych złączy (w tym jedno wadliwe). Ich rozmieszczenie wraz z wymiarami i wartościami zastosowanej mocy wiązki lasera pokazano na rys. 2.
Przed wykonaniem prób spawania dokonano wstępnego montażu komponentów stalowych. Zastosowano połączenia śrubowe, aby w efekcie występujących odkształceń cieplnych towarzyszących procesowi spawania nie powstał odstęp pomiędzy blachą a ceownikiem. Wyeliminowało to możliwość powstawania przypadkowych wad.
Niezgodność w jednym ze złączy, w postaci braku przetopienia blachy z wewnętrznym wspornikiem, uzyskano poprzez zastosowanie niższej wartości mocy wiązki lasera w stosunku do wartości mocy, z jaką spawano pozostałe złącza. Każde złącze miało długość równą 30 mm, a odstęp pomiędzy nimi wynosił 10 mm. Próbkę wytworzono w Katedrze Spawalnictwa Politechniki Śląskiej. Zastosowano zautomatyzowane stanowisko do spawania laserowego. Wyposażono je w laser dyskowy TruDisk 3302 o maksymalnej mocy wiązki równej 3,3 kW i jej średnicy wynoszącej 200 µm. Złącza wykonywano z prędkością spawania równą 500 mm/min. Jako gazu osłonowego używano argonu, stosując przepływ w zakresie od 10 do 12 l/min.
Mogą zainteresować Cię również
Przemysł maszynowy może zwiększyć produktywność nawet o połowę dzięki innowacjom i sztucznej inteligencji
Producenci maszyn i urządzeń mogą zwiększyć produktywność o 30-50 proc. Ułatwia to sztuczna inteligencja, narzędzia cyfrowe i wdrażanie rozwiązań wspierających gospodarkę obiegu zamkniętego i redukcję odpadów. Tak wynika wynika z najnowszego raportu firmy doradczej Bain &...
Automatyka zabezpieczająca w instalacjach energetycznych
Z artykułu dowiesz się: jak prawo charakteryzuje konieczne elementy bezpieczeństwa instalacji energetycznej,kto ponosi odpowiedzialność za bezpieczeństwo takiej instalacji,z czym wiąże się scalenie urządzeń ciśnieniowych na ...
Nity plastikowe i nity metalowe – które wybrać i dlaczego?
Proces nitowania pozwala na stałe łączenie poszczególnych elementów konstrukcyjnych. Same nity są spoiwem o doskonałym zacisku. Poznaj właściwości nitów plastikowych oraz metalowych, aby wybrać odpowiednie do konkretnego łączenia. D...
Politechnika Krakowska ma nowe laboratorium
25 kwietnia na Wydziale Mechanicznym Politechniki Krakowskiej odbyło się uroczyste otwarcie Laboratorium Ultraprecyzyjnych Pomiarów Współrzędnościowych. Politechnika Krakowska zyskała nowoczesne laboratorium, które umożliwia bard...
Kluczowe spotkanie branży logistycznej – MODERNLOG 2024 już w czerwcu!
Już niebawem Poznań stanie się centralnym miejscem spotkań sektora logistycznego. Podczas 4 dni targów odbędą się pokazy najnowszych rozwiązań technologicznych, prezentacje maszyn i systemów operacyjnych, a także prelekcje i panele dyskusyjne z ekspertami. Kluczowe wydarzenie ...
Co trzeci przetwórca tworzyw sztucznych inwestuje w park maszyn i urządzeń
Polskie przedsiębiorstwa przetwarzające tworzywa sztuczne zwiększyły swoją zdolność do konkurowania. Świadczy o tym wzrost sub-indeksu MiU dla tej branży o 6,15 pkt. Jest to efekt m.in. zwiększenia nakładów na modernizację parku maszyn i urządzeń (MiU) oraz automatyzację pro...
Wybrane maszyny i urządzenia stosowane w procesach gięcia
W niniejszym artykule dokonano przeglądu maszyn i urządzeń wykorzystywanych w procesach gięcia rur, profili, drutu oraz sprężyn. Przedstawiono charakterystykę giętarek wybranych producentów dostępnych na rynku polskim. Urządzenia podzielono na: giętarki trzpieniowe, giętarki b...
Metody łamania wiórów w obróbce skrawaniem – cz. II
Z artykułu dowiesz się: jakie są sposoby łamania wiórów;od czego zależy wybór metody łamania;jakie są wady i zalety poszczególnych metod. Dobór odpowiedniej metody łamania...
Hakerzy z kolejnymi sposobami na atakowanie
Atakujący próbują wykraść cenne dane, takie jak szczegóły płatności od organizacji i klientów, ale także dane wizualne uzyskane na przykład z kamer. W tym sektorze odnotowuje się dwa razy więcej pobrań złośliwego oprogramowania z...
Elementy hali stalowej – charakterystyka
Hale stalowe są jednymi z najbardziej popularnych obiektów budownictwa przemysłowego. Z tego też powodu elementy konstrukcyjne hali stalowej są bardzo dobrze poznane i opisane w wielu źródłach literaturowych, co pozwala na optymalne wykorzystanie ich nośności.
Właściwości warstwy wierzchniej wybranych stopów metali po cięciu laserem
Z artykułu dowiesz się: jakie są wady i zalety technologii cięcia laserowego;od czego zależą właściwości materiału po cięciu;jakie badania przeprowadzono. Proces wytwarzan...
Analiza procesu spawania plazmowego – cz. I
Z artykułu dowiesz się: jaki jest wpływ parametrów spawania na jakość złączy;gdzie stosuje się technologię spawania plazmowego PTA;jak zachodzące w łuku plazmowym zjawiska wpływają na proces cięcia.
Szybko rośnie udział odnawialnych źródeł w krajowym miksie energetycznym. Potrzebne przyspieszenie w inwestycjach w sieci przesyłowe
W ubiegłym roku odnawialne źródła energii stanowiły już ponad 40 proc. mocy zainstalowanej w krajowym miksie energetycznym. Odpowiadały za 27 proc. całkowitej produkcji energii. Tym samym Polska pobiła kolejne rekordy, ale w kontekście rozwoju OZE na rodzimym rynku wciąż poz...
Logo na elewacji – zmora Kierownika Budowy i GW
W branży budowlanej, zwłaszcza w przypadku budynków przemysłowych, takich jak hale i obiekty wielkopowierzchniowe oznakowania są tak samo istotne jak pozostałe elementy wyposażenia. Jednak, gdy nadchodzi moment umieszczenia logo na ...
Bezpieczeństwo pracy z laserami czyszczącymi
Na czym polega technologia czyszczenia laserowego i jakie są jej zalety? Co wyróżnia lasery czyszczące spośród innych technologii? Uniwersalność procesu czyszczenia laserowego sprawia, że może być z powodzeniem stosowan...
Spadły ceny produkcji sprzedanej przemysłu. Co z branżą obróbki metali?
Według wstępnych danych w marcu 2024 r. ceny produkcji sprzedanej przemysłu spadły zarówno w stosunku do lutego 2024 r. – o 0,1%, jak i w porównaniu z analogicznym miesiącem poprzedniego roku – o 9,6%.
Kalendarium wydarzeń
Relacje
Politechnika Krakowska ma nowe laboratorium
25 kwietnia na Wydziale Mechanicznym Politechniki Krakowskiej odbyło się uroczyste otwarcie Laboratorium Ultraprecyzyjnych Pomiarów Współrzędnościowych. &...
Sprawdź więcejSeminarium Obróbki Laserowej 22 marca 2024
22 marca 2024, podczas targów STOM, odbyło się Seminarium Obróbki Laserowej, organizowane przez Politechnikę Świętokrzyską. Zapraszamy do zapoznania się z fo...
Sprawdź więcejKonferencja „Stal, Metale, Nowe Technologie”
20 marca, drugiego dnia targów STOM, odbyła się konferencja „Stal, Metale, Nowe Technologie”, której organizatorem była redakcja portalu dlaprodukcji.pl i dw...
Sprawdź więcej„Hutnictwo żelaza i stali w Polsce. Wyzwania i szanse dla szarej i zielonej stali”
23 listopada w Centrum Informacji Naukowej i Bibliotece Akademickiej w Katowicach odbyła się konferencja „Hutnictwo żelaza i stali w Polsce. Wyzwania i szans...
Sprawdź więcej