SOUNDWELD: Kwaliteitscontrole van lassen door akoestische emissie

Laatst gewijzigd: 
12-11-2019

Akoestische emissie is een NDO techniek, waarbij er gebruik gemaakt wordt van de geluiden dat door een materiaal of proces worden geproduceerd. Om de mogelijkheden van deze techniek in kaart te brengen heeft het BIL een onderzoeksproject opgestart. Het doel is het evalueren van deze techniek voor verschillende lasprocessen. Daarnaast zullen er industriële cases ontwikkeld worden om het potentieel van de techniek aan te tonen.

 

Een veelbelovende methode voor kwaliteitsborging is akoestische emissie. Deze methode is een niet-destructieve onderzoekstechniek, die toegepast kan worden tijdens het productieproces, en biedt de mogelijkheid om de kwaliteit van alle lassen te testen. Akoestische emissie kwaliteitscontrole als een niet-destructieve en vergelijkende testmethode is ontwikkeld gebaseerd op het feit dat elke materiaal natuurlijke trillingen vertoont en dat machines en processen geluiden uitstoten.

Akoestische emissie

Akoestische emissie (AE) is een niet-destructieve onderzoekstechniek, waarbij er geen gebruik gemaakt wordt van geluidsgolven die door het materiaal gestuurd worden zoals bij ultrasoon (US) onderzoek, maar dat het geluid gebruikt dat door een materiaal of proces zelf wordt geproduceerd. Materialen maken bij een voldoend hoge belasting hoorbare geluiden. Voorbeelden daarvan zijn het gekraak van buigende masten van zeilboten en het "schreeuwen" van tin bij vervorming. AE verschilt ook van US-onderzoek, omdat met AE dynamische verschijnselen gedetecteerd kunnen worden. Het defect zendt zelf de AE-signalen uit.

Toepassingen

Een belangrijk toepassingsgebied van akoestische emissie is het bewaken van technische constructies. Met AE kan bijvoorbeeld het ontstaan van waterstofscheuren en vermoeiingsscheuren gedetecteerd worden. Ook excessieve deformatie van een constructie of onderdelen daarvan kan tijdig worden waargenomen. Een belangrijk toepassingsgebied is ook het detecteren van lekkages in pijpleidingen, kleppen of opslagtanks.

Toepassingen voor lasprocessen

In bijna alle lasprocessen treden dynamische verschijnselen op, die verschillende karakteristieke geluidsbronnen hebben. Daardoor werden talrijke onderzoekers al snel aangetrokken tot de technologie van de akoestische emissie om lasprocessen te evalueren. Volgens de literatuur werd controle via akoestische emissie uitgevoerd voor alle karakteristieke fasen van het lasproces: tijdens het lasproces zelf, onmiddellijk na het lassen en tijdens de levensduur van de las. De fundamentele doelstelling van controle via AE tijdens het lassen, tijdens het afkoelen of bij het beproeven van de lassen is te verkrijgen van nuttige informatie over de kwaliteit van de verbindingen en de geschiktheid van de gebruikte lasparameters.

Het belangrijkste kenmerk van de techniek van akoestische emissie, in tegenstelling tot andere niet-destructieve testmethoden, is dat de gegevens real-time zijn; zodat de oorzaken van lasfouten effectiever kunnen bepaald worden.

De brede toepassing van deze techniek wordt geïllustreerd door voorbeelden van de controle van onderpoederdek-, TIG- en weerstandpuntlassen. Akoestische emissie kan gebruikt worden om defecte lassen te detecteren en kan bij benadering de omvang van de defecten bepalen. Bovendien kan de mogelijke scheurgroei gerelateerd worden aan andere dynamische lascondities. Door het bepalen van het exacte moment waarop de lasdefecten gevormd worden, kan de oorzaak van deze defecten beter begrepen worden.

Meer informatie

Voordelen van deze techniek

  • Goedkopere en snellere NDO-controle van lasverbinden
  • Lagere kost voor het optimaliseren van lasparameters of het bepalen van het parametervenster
  • Real time systeem : vroege en snelle detectie van lasfouten mogelijk
  • Minder destuctieve beproeving noodzakelijk

Doel van het project

De akoestische emissie is echter sterk afhankelijk van onder andere het lasproces en het materiaal. Vooraleer in een specifiek geval akoestische emissie kan toegepast worden moet eerst een uitgebreid vooronderzoek uitgevoerd worden omtrent de signalen van de optredende fouten en storingen. Praktijktesten moeten eveneens uitgevoerd worden. Deze methode moet experimenteel worden getoetst waarbij tevens moet worden bepaald of een schadelijk defect gedetecteerd kan worden. Hiervoor moet bekend zijn wat de toelaatbare afmetingen zijn van een defect. Indien alle schadelijke defecten detecteerbaar zijn en de ernst ervan bepaald kan worden met behulp van de AE-techniek kan een richtlijn gegeven worden voor een inspectiecriterium.

Om de mogelijkheden van deze techniek in kaart te brengen en aan de praktijk te toetsen heeft het BIL een onderzoeksproject opgestart. Het doel is het evalueren van deze techniek voor verschillende lasprocessen. Daarnaast worden industriële cases ontwikkeld om het potentieel van de techniek aan te tonen.

De inbreng van de industrie is hierbij noodzakelijk. Bedrijven die interesse hebben om dit onderzoek op te volgen, of om actief deel te nemen kunnen contact opnemen met het Belgisch Instituut voor Lastechniek.

Input gevraagd

Bent u van mening dat deze techniek zou kunnen toegepast worden op materialen of producten in uw bedrijf, deel dan uw visie en help ons de nieuwe ontwikkelingsmogelijkheden in kaart te brengen. Ook als u de verdere evolutie van deze techniek wil opvolgen (zonder dat er een onmiddellijke toepassing is in uw bedrijf) kan u intekenen voor dit project.

Contacteer Irene Kwee voor meer informatie

Voordelen voor deelnemende bedrijven

De geregistreerde bedrijven zullen de techniek leren kennen in al zijn facetten, en kunnen de nieuwe ontwikkelingen opvolgen die de toepasbaarheid van het proces zullen vergroten. Daarenboven kunnen ze het project ook sturen, bv. wat betreft de keuze van materialen, demonstratiestukken, beproeving, enz., en kunnen bovendien hun eigen case-study inbrengen in het project (m.a.w. hun stukken gelast en beproefd).
Om de 6 maanden wordt er een infonamiddag georganiseerd waar de resultaten gepresenteerd worden.
Enkel geregistreerde bedrijven hebben recht op de verslagen en resultaten van het onderzoek (door Vlaio contractueel zo vastgelegd).

Resultaten

Gebruikersgroepvergaderingen

De volgende gebruikersvergadering van het project SoundWeld zal doorgaan op maandag 25 november 2019, van 13u30 tot 17u00.

Het adres van de vergadering is :

KU Leuven – Campus De Nayer
Jan de Nayerlaan 5
2860 Sint-Katelijne-Waver

U kan zich aanmelden aan de balie en vragen naar Patrick Van Rymenant of Oleksandr Kurtov. Een wegbeschrijving vindt u via deze link.

 

Programma:

13u – 13u30 : Welkom & registratie
13u30 : Voorstelling van de inhoud van het project
14u : Laatste resultaten over akoestische emissie metingen toegepast op:

  • Elektromagnetisch puls lassen (TFF & AGT; Universiteit Kassel)
  • Weerstand puntlassen (KU Leuven)
  • Booglassen met halfautomaat (BIL)

15u : Machine learning  toegepast op booglassen met halfautomaat (Oqton)
15u30 : Demo van akoestische emissie metingen toegepast op weerstand puntlassen
16u : Discussie

Graag een bevestiging vòòr dinsdag 19 november of u al dan niet aanwezig kan zijn.

Projectresultaten

  • Download de voorlopige projectresultaten hier