Schweißnahtprüfung mit i3D® an Naht und Wärmeeinflusszone

Anwendung

Schweißnahtprüfung in Naht und Wärmeeinflusszone

i3D® für Schweißnahtprüfung direkt in Naht, Wärmeeinflusszone und Übergang: lokale Streckgrenze Rᶦₚ₀,₂, Zugfestigkeit Rᶦₘ und Spannungs-Dehnungskurven ohne Zugprobe.

F&E QS Produktion
Luft- & Raumfahrt Marine Defence

Schweißnahtprüfung

Warum i3D® bei Schweißnähten technisch relevant wird

i3D® für Schweißnahtprüfung direkt in Naht, Wärmeeinflusszone und Übergang: lokale Streckgrenze Rᶦₚ₀,₂, Zugfestigkeit Rᶦₘ und Spannungs-Dehnungskurven ohne Zugprobe.

Lokale Kennwerte direkt an Naht und WEZ

Rᶦₚ₀,₂, Rᶦₘ und lokale Spannungs-Dehnungs-Daten werden dort ermittelt, wo die Schweißverbindung tatsächlich kritisch ist: in Naht, Wärmeeinflusszone und Übergang.

Schweißverbindungen differenziert vergleichen

Schweißlagen, Wärmeeintrag, Zusatzwerkstoff, Parameterfenster und lokale Gefügeübergänge lassen sich gezielter vergleichen als über einen rein globalen Mittelwertpfad.

Weniger Umweg über Zugproben

Wenn die reale Frage an der Schweißzone sitzt, wird der Aufwand für Probenüberführung, Präparation und idealisierte Ersatzgeometrien deutlich kleiner.

Stark für Freigabe, Entwicklung und Fehleranalyse

Schweißnahtbewertung in Entwicklung, Werkstoffprüfung, Qualitätsabsicherung und Bauteilanalyse wird genauer, wenn lokales Materialverhalten technisch entscheidend ist.

Funktionsprinzip der i3D®-Prüfung

Das i3D®-Verfahren basiert auf der kraftgesteuerten Eindrückung eines Diamantkörpers in das zu prüfende Material. Dabei entsteht ein kleiner, präziser Eindruck mit minimaler Einflusszone und klar lokaler Aussage.

Im Unterschied zur klassischen Härteprüfung wird der Eindruck vollständig dreidimensional vermessen und mittels inverser Finite-Elemente-Analyse ausgewertet. Daraus lassen sich ortsaufgelöste Spannungs-Dehnungs-Kurven und lokale Werkstoffkennwerte ableiten.

  • kleine Einflusszone direkt in Naht, WEZ oder Übergang
  • dreidimensionale Vermessung des Eindrucks statt bloßer Härtezahl
  • inverse FEM-Auswertung zur Ableitung lokaler mechanischer Kennwerte

Lokale Ermittlung mechanischer Kennwerte

Zentrale mechanische Kennwerte wie Streckgrenze Rᶦₚ₀,₂ und Zugfestigkeit Rᶦₘ können direkt am realen Bauteil ermittelt werden, schnell, zerstörungsarm und lokal differenziert.

Der Zugang zu plastischen Werkstoffkennwerten ist damit nicht auf normgerechte Zugproben beschränkt, sondern kann direkt auf der Schweißnaht, in der Wärmeeinflusszone oder an kritischen Strukturdetails erfolgen.

  • lokale Dehngrenze Rᶦₚ₀,₂ statt nur globaler Referenzwert
  • lokale Zugfestigkeit Rᶦₘ aus der relevanten Schweißzone
  • lokale Spannungs-Dehnungskurven und Kennwerte für technische Einordnung

Schweißverbindungen quantifiziert bewerten

Damit wird ein echtes Screening von Schweißverbindungen möglich, mit quantifizierbarer Bewertung von Festigkeit, Streckgrenze und Materialzustand im Schweißbereich.

Gerade bei Übergängen, HAZ-Breiten, Schweißlagen oder prozessbedingten Inhomogenitäten ist die lokale Differenzierung oft aussagekräftiger als eine globale Probe fern der eigentlichen Zone.

  • Kartierung von Rᶦₚ₀,₂ und Rᶦₘ entlang des Schweißnahtverlaufs
  • Vergleich von Naht, WEZ und Grundwerkstoff im selben Bewertungsrahmen
  • geeignet für Parametervergleich, Freigabe und Fehleranalyse

Branchen und typische Anwendungen

Typische Anwendungsfelder sind tragende Stahlbaukonstruktionen, Brückenbauteile, crashrelevante Fahrzeugstrukturen, Luft- und Raumfahrtbauteile sowie sicherheitskritische Schweißverbindungen im Defence- und Marine-Umfeld.

Überall dort, wo Versagen lokal beginnt und Schweißnaht oder Wärmeeinflusszone die Bauteilleistung bestimmen, liefert die lokale Werkstoffprüfung den technisch relevanteren Blick auf die Verbindung.

  • tragende Stahlbau- und Infrastrukturbauteile
  • Automotive-, Defence-, Marine- und Aerospace-Schweißstrukturen
  • relevant für Entwicklung, QS, Produktionsfreigabe und Schadensanalyse

Vorteile gegenüber herkömmlicher Prüfung

Die i3D®-Prüfung liefert hochaufgelöste mechanische Kennwerte direkt am Bauteil und näher an der tatsächlichen Schweißzone als ein klassischer globaler Prüfpfad.

In Kombination mit 3D-Oberflächenmessung und FEM-gestützter Auswertung entsteht ein leistungsfähiges Werkzeug für die moderne Bewertung von Schweißnähten, insbesondere dann, wenn Kartierung, lokale Gradienten oder schnelle Vergleichbarkeit gefragt sind.

  • lokale UTS- und Rᶦₚ₀,₂-Bewertung ohne normgerechte Zugprobe aus der Nahtzone
  • Kartierung von Streckgrenze und Zugfestigkeit über WEZ und Nahtverlauf hinweg
  • höhere technische Nähe zur realen Schweißverbindung und ihrem Gefügegradienten

Ansprechpartner

Besprechen Sie Schweißnaht, Zone und Messstrategie direkt mit dem passenden Ansprechpartner

Wenn Schweißparameter, Wärmeeinflusszone, Bauteilgeometrie oder Freigabeanforderung die Bewertung bestimmen, lohnt sich eine direkt auf die reale Verbindung abgestimmte Messstrategie.

Saskia Siegert

Saskia Siegert

Leitung Werkstoffprüflabor

Werkstoffanalyse, Prüfverfahren und Laborprojekte.

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Peter Zok

Peter Zok

Applications – Materials Testing

Werkstoffprüfung, Anwendungen und technische Kundenbetreuung.

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Beschreiben Sie Werkstoff, Schweißverfahren, relevante Zone, gewünschte Kennwerte und ob es um Entwicklung, QS, Freigabe oder Fehleranalyse geht. So lässt sich die Messstrategie schneller fachlich eingrenzen.

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