Zastosowanie termografii aktywnej do badań nieniszczących stalowych paneli typu sandwich spawanych laserowo
Wykonane próby spawania pokazały, że w przypadku zastosowanych wartości mocy powyżej 450 W (dla danej grubości blachy 1,2 mm) uzyskuje się prawidłowe przetopienie obu łączonych elementów. Natomiast dla wartości mniejszych bądź równych 400 W występuje wada w postaci braku przetopienia. Niezależnie od zastosowanej mocy wiązki lasera w zakresie od 400 do 600 W uzyskano niemal identyczny wygląd lica spoiny. Na rys. 3 pokazano próbkę do badań podczas spawania laserowego. Przed badaniami termograficznymi wytworzoną próbkę pokryto czarną matową farbą o współczynniku emisyjności równym około 0,9.
Stanowisko i przebieg badań termografii aktywnej
Badania termograficzne wykonano, stosując prototypowe stanowisko badawcze własnej konstrukcji (rys. 4). Składało się ono z uchwytu do mocowania próbki, ze źródła ciepła w postaci dmuchawy gorącego powietrza, a także z kamery termowizyjnej FLIR ThermaCAMTM SC640 (Flir Systems, USA). Stanowisko to zaprojektowano tak, aby można wykonywać badania w układzie pomiarowym jednostronnym. Kamera termowizyjna, a także źródło ciepła są po tej samej stronie względem próbki badanej. Zastosowaną do nagrzewania dmuchawę gorącego powietrza wyposażono w płaską dyszę wylotową. Posiadała ona otwór w kształcie prostokąta o wymiarach 75 x 5 mm.
W prezentowanym eksperymencie zastosowanie płaskiej dyszy wylotowej o podanych wymiarach wynikało także z konieczności równomiernego nagrzewania obszaru o długości znacząco większej od długości pojedynczego złącza. Dmuchawa gorącego powietrza została posadowiona na platformie przesuwnej. Dzięki temu możliwe było przemieszczanie jej wzdłuż badanych złączy podczas rejestracji obrazów termograficznych. Opisywane źródło ciepła wraz z dyszą wylotową gorącego powietrza zostały dobrane podczas realizacji wcześniejszych prac dotyczących opracowania procedury badań nieniszczących stalowych paneli typu sandwich z zastosowaniem termografii aktywnej [5]. Analizę uzyskanych sekwencji obrazów termograficznych prowadzono, stosując oprogramowanie ResearchIR 4 MAX (Flir Systems, USA).
Procedury pomiarowe
Badania wykonywano, stosując dwie różne procedury pomiarowe. W pierwszej źródło ciepła ustawiono tak, aby dysza wylotowa gorącego powietrza obejmowała łącznie obszar o długości w przybliżeniu równej długości dwóch wybranych złączy. Przy czym próbkę nagrzewano przez około 50 s (w procedurze tej źródło ciepła pozostawało nieruchome podczas rejestracji obrazów). W drugiej źródło ciepła przesuwano względem prowadnic liniowych. Zaczęto od pozycji, w której dysza wylotowa gorącego powietrza znajdowała się całkowicie poza obszarem badanej próbki. W procedurze tej czas nagrzewania analizowanego obszaru próbki nie przekraczał 20 s.
Pierwszą procedurę pomiarową (1) stosowano w celu rejestracji zmian temperatury w czasie w dwóch wybranych punktach pomiarowych (T1 i T2). Umożliwiało to z kolei wyznaczenie kontrastu temperaturowego ΔT(t). Parametr ten stanowi różnicę dwóch wartości temperatury (T2 – T1) pomiędzy dwoma umownymi punktami. Pierwszy punkt zlokalizowany jest w obszarze bez wady, natomiast drugi punkt zlokalizowany jest w obszarze zawierającym wadę. Drugą procedurę pomiarową (2) stosowano w celu termograficznego zobrazowania złączy wzdłuż zdefiniowanej linii prostej leżącej w osi tych złączy. Stanowiło to symulację rzeczywistych badań stalowych paneli typu sandwich w poprodukcyjnej kontroli jakości. Ze względu na ich znaczne rozmiary – konieczne jest dla nich przemieszczanie źródła ciepła.
Wyniki badań
Zarejestrowane sekwencje obrazów termograficznych poddano typowej analizie polegającej na wyznaczeniu kontrastu temperaturowego. W tym celu zdefiniowano punkty pomiaru temperatury, które były zlokalizowane w miejscach charakterystycznych wzdłuż osi złączy. Na przykład dla dwóch wybranych sąsiadujących ze sobą złączy z2 i z3 określono dwa punkty pomiarowe, odpowiednio T2 i T3. Punkt T2 położony był w środku długości złącza z2. Punkt T3 – w środku długości złącza z3 (złącze wadliwe), jak na rys. 5a.
Na rys. 5b przedstawiono wykresy zmian temperatury i kontrastu temperaturowego w czasie dla punktów pomiarowych T2 i T3. Obrazują one efektywność odprowadzania ciepła (z powierzchni blachy do ceownika) w obszarze ciągłości materiałowej złącza z2.
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...
Niskoemisyjna i naturalna przyszłość branży budowlanej
Ograniczanie emisji CO2 w branży budowlanej staje się koniecznością – wymaga tego osiągnięcie neutralności klimatycznej w 2050 r. Nie uda się to bez upowszechnienia w budownictwie naturalnych materiałów i technologii oraz zasad Gospodarki Obiegu Zamkniętego (GOZ), czyli ponown...
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.
Źródła taniej energii dla przemysłu. Co blokuje ich rozwój?
Rozwój odnawialnych źródeł energii w Polsce powinien w najbliższych kilku latach znacząco przyspieszyć, by do roku 2030 OZE dawało łącznie 50 GW mocy. O tym, jak budować system elektroenergetyczny oparty o „zielone” źródła energii rozmawiali uczestnicy panelu „Odnawialne źró...
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 ...
Co roku korozja niszczy 25 mln ton stali
W ciągu roku na świecie korozja niszczy 25 mln ton stali. Globalny roczny koszt strat z nią związanych wynosi około 2,5 biliona dolarów. Mimo nowych metod ochrony nadal nie umiemy wyeliminować tego procesu - podkreśla dr Adrian Gudwański z Uniwersytetu Śląskiego.
Jak rozwój technologii i nowe modele pracy zmienią rynek nieruchomości komercyjnych?
Dyskusja o 4-dniowym tygodniu pracy przybiera na sile. I chociaż w Polsce wciąż wydaje się to pieśnią przyszłości, ostatnie lata pokazują, jak szybko zmieniają się trendy na rynku pracy. Eksperci przewidują, że również sztuczna inteligencja znacząco wpłynie na miejsca naszego ...
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