Forschung
Prüflabor: Positionierung einer Probe im Röntgendiffraktometer - © Paul Diekhoff, TU Braunschweig
15.02.2022

Prüflabor für Eigenspannungsanalysen am Institut für Füge- und Schweißtechnik der TU Braunschweig akkreditiert

Prüflabor für Eigenspannungsanalysen am Institut für Füge- und Schweißtechnik der TU Braunschweig akkreditiert

Am Institut für Füge- und Schweißtechnik der Technischen Universität Braunschweig können ab sofort im Norddeutschen Zentrum für Spannungsanalytik (NOSA) Eigenspannungen im jüngst akkreditierten Prüflabor gemessen und analysiert werden. Damit ist die TU Braunschweig ein kompetenter Ansprechpartner in Sachen röntgenographischer Eigenspannungsbestimmung für Industrie und Unternehmen der Schweißtechnik.

Eigenspannungen sind innere Spannungen, die ohne das Einwirken äußerer Kräfte im Bauteil auftreten. Sie entstehen während der Produktion oder Fertigung unter Einwirkung von plastischen Verformungen mikroskopischer und makroskopischer Werkstoffbereiche. Sie spielen auch eine Rolle, wenn es bei praktisch jeder Art von Bauteilbearbeitung zur Wärmeeinwirkung kommt, z. B. bei Getriebebauteilen, Zahnrädern, Turbinen oder anderen Komponenten der Automobil- sowie Luftfahrtindustrie. Daher sind sie auch in der Schweißtechnik von großer Bedeutung und werden in der Entwicklung zumeist analysiert.

Akkreditierungsurkunde der Deutschen Akkreditierungsstelle (DAkkS) - © Markus Köhler, TU Braunschweig
Akkreditierungsurkunde der Deutschen Akkreditierungsstelle (DAkkS) © Markus Köhler, TU Braunschweig
Hohe Anforderungen an Kompetenz bestätigt

Die Eigenspannungen können sowohl einen positiven als auch negativen Einfluss auf das Bauteilverhalten haben. Aufgrund des jahrzehntelang angesammelten breiten Wissens um ihre Wirkung sind sie heute ein industriell genutztes Ingenieurswerkzeug für die gezielte Optimierung von Bauteileigenschaften, vor allem bei hoch- und höchstfesten Werkstoffen.

Schon seit vielen Jahren beschäftigt sich das Institut für Füge- und Schweißtechnik der TU Braunschweig im Rahmen des NOSA mit der Ermittlung von Eigenspannungen in metallischen Werkstoffen und geschweißten Bauteilen. Dabei werden bei der Werkstoffanalyse sowohl zerstörende als auch zerstörungsfreie Prüfmethoden angewendet. Seit 2021 ist das NOSA nun von der Deutschen Akkreditierungsstelle (DAkkS) als Prüflabor zur Eigenspannungsanalyse nach DIN 17025 akkreditiert. Dadurch werden die hohen Anforderungen an die Kompetenz, die einheitliche Arbeitsweise sowie die Qualitätsansprüche bestätigt.

Prüflabor: Positionierung einer Probe im Röntgendiffraktometer - © Paul Diekhoff, TU Braunschweig
Prüflabor: Positionierung einer Probe im Röntgendiffraktometer © Paul Diekhoff, TU Braunschweig
Akkreditierung Grundvoraussetzung für viele Industriekooperationen

In unterschiedlichen, eigens entwickelten stationären sowie mobilen Röntgendiffraktometern werden täglich zahlreiche Eigenspannungs-, Phasen- und Texturanalysen im Rahmen grundlagebezogener und anwendungsorientierter Forschungsvorhaben durchgeführt. Da vor allem die Ermittlung bearbeitungsspezifischer Eigenspannungszustände ein seit langem industriell eingeführtes Mittel zur serienbegleitenden Qualitätskontrolle sowie zur Prototypenentwicklung darstellt, ist das Institut zudem als Dienstleister auf diesem Gebiet im Rahmen von bilateralen Industrieprojekten tätig. Angeboten werden derartige Untersuchungen für Unternehmen, die auf solche Analysen angewiesen sind, selbst aber nicht über das notwendige Knowhow sowie die entsprechende Ausrüstung verfügen. Die Akkreditierung des Prüflabors ist dabei für viele Industriepartner eine Grundvoraussetzung für gemeinsame Projekte und ist für das NOSA eine große Entwicklungschance.

Ausstattung durch ein portables Kleinstdiffraktometer erweitert

Das Prüflabor verfügt über eine größere Anzahl von Röntgendiffraktometern, die neben der Eigenspannungsermittlung auch Texturanalysen sowie Phasenanalysen wie z.B. die quantitative Restaustenitbestimmung ermöglichen. Die selbst entwickelten Messplätze sind vor allem auf das Ziel ausgerichtet, verhältnismäßig große Prüfkörper zerstörungsfrei untersuchen zu können und dabei einen je nach Messaufgabe möglichst großen Automatisierungsgrad zu ermöglichen. Dadurch können die Wissenschaftler im Rahmen von Forschungsvorhaben sehr detaillierte Analysen des Eigenspannungszustandes an unterschiedlichen Versuchskörpern in einem akzeptablen Zeitrahmen vornehmen. Neben den wissenschaftlichen Anwendungen werden die Einrichtungen aber auch für anwendungsnahe Arbeiten im Kundenauftrag eingesetzt.

Seit diesem Jahr verfügt das Labor auch über ein neues portables Kleinstdiffraktometer, mit dem Eigenspannungsanalysen an Prüfkörpern und Bauteilen durchgeführt werden können, bei denen aufgrund ihrer Größe und/oder ihres Gewichts zerstörungsfreie Untersuchungen mit Hilfe von Labordiffraktometern nicht mehr möglich sind. Die Kompaktheit des Gerätes erlaubt z.B. auch die unmittelbare Applikation in Prüfaufbauten und In-situ-Messung, z.B. bei der Schwingfestigkeitsprüfung und bietet daher die Möglichkeit, wesentlich detaillierter veränderliche Eigenspannungszustände über die Lebensdauer von Prüfstücken zu verfolgen, wodurch eine verfeinerte Bewertung des Eigenspannungseinflusses auf das Festigkeitsverhalten erreicht werden kann. Aufgrund eines gegenüber Labordiffraktometern veränderten Mess- und Auswerteprinzips sind dabei zudem erhebliche Verkürzungen der Messzeiten realisierbar.

Weitere Informationen über das Norddeutsche Zentrum für Spannungsanalytik (NOSA) und dessen Leistungsspektrum sind hier zu finden.

(Quelle: Presseinformation der TU Braunschweig)

Portables Röntgendiffraktometer im Einsatz - © Paul Diekhoff, TU Braunschweig
Portables Röntgendiffraktometer im Einsatz © Paul Diekhoff, TU Braunschweig

Schlagworte

AnwendungBauteileBewertungDienstleisterEigenspannungKooperationSpannungenSpannungsbestimmung

Verwandte Artikel

Bauteil beim Vibrationsentspannen
23.07.2024

Dimensionsstabilität von Schweißbauteilen durch Vibrieren

Traditionell gilt Spannungsarmglühen als Mittel der Wahl, um innere Spannungen in metallischen Gefügen abzubauen. Deutlich weniger bekannt ist Vibrationsentspannen, das e...

Bauteile Eigenspannungen Metalle Schweißtechnik Spannungsarmglühen Vibrationsentspannen
Mehr erfahren
Die TÜV NORD GROUP hat eine Beteiligung an der SIPIZ AG erworben.
02.07.2024

TÜV NORD GROUP erweitert Portfolio zur Prüfung und Zertifizierung von Bauprodukten

Die TÜV NORD GROUP baut ihr Angebot an Prüf-, Inspektions- und Zertifizierungsdienstleistungen von Bauprodukten aus und erwarb eine Beteiligung an der SIPIZ AG. Gemeinsam...

Bauprodukte Baustoffe Bauteile Fassaden Fenster Prüfung Tore Türen Zertifizierung
Mehr erfahren
Die für den jeweiligen Strahlprozess idealen Verfahrensparameter werden einfach und intuitiv am Bedienpanel eingegeben. Bedienfehler sowie Fehlfunktionen und daraus resultierende, ungeplante Anlagenstillstände sind dadurch weitestgehend ausgeschlossen.
22.03.2024

Rösler PowerLine Valve – erste KI-basierte Strahlmittelregulierung

Mit dem Rösler PowerLine Valve vereinfacht Rösler das Turbinenstrahlen. Der neu entwickelte, intelligente Muschelschieber sorgt dafür, dass die Strahlleistung automatisc...

Anlagen Bauteile Digitalisierung Druck KI Maschinen Maschinensicherheit Optimierung Prozesse Prozessoptimierung Rauch Sensorik Strahlmittel TIG Wirtschaft
Mehr erfahren
Beim Fräsen von Titanbauteilen wird ein Großteil des Materials zerspant. Dabei aufgetretene Standzeitprobleme von Werkzeugen konnte der Vollhartmetallfräser InnoTitan von INGERSOLL eliminieren.
19.02.2024

Metallbearbeitung: Für anspruchsvolle Materialien gewappnet

Als Lohnfertiger hat sich die HSP Schermer GmbH auf die Herstellung von Bauteilen aus schwer zerspanbaren Materialien spezialisiert. Seit zwei Jahren stellt das Unternehm...

Bauteile Getriebebau Maschinenbau Metallbearbeitung Produktion Werkzeugbau Werkzeuge
Mehr erfahren
27.01.2024

AiF InnovatorsNet: „Tinder“ von Innovatoren für Innovatoren

Stellen Sie sich vor: Sie sind ein innovationsaffiner Unternehmer und wollen sich neue Produkt- oder Vertriebsbereiche erschließen und suchen passende Partner aus der Sta...

Forschung Innovationen Innovatoren Kooperation
Mehr erfahren