Ultrasonic inspection of pores in electron beam welds. Evaluation of detectability

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Ultrasonic inspection of pores in electron beam welds. Evaluation of detectability

Feist, W.D. / Tillack, G.R.

Untersucht wird die Ultraschall-Nachweiswahrscheinlichkeit (POD) von Poren mit Durchmessern bis zu 50 Mikrometer in Elektronenstrahl-Schweißnähten, die als Fügeelement in titanlegierten Düsentriebwerkskomponenten auftreten. Zur Untersuchung wurden elektronenstrahlgeschweißte Ringsegmente mit einer Dicke von 15 mm verwendet, in deren Schweißnähten Poren vorliegen. Als Referenzstandard wurden Kugelbodenbohrungen mit Durchmessern von 100, 200 und 400 Mikrometer benutzt. Geprüft wurde in Tauchtechnik mit einem 25-MHz-Prüfkopf, dessen Schallfeld durch einen 40 mm Punktfokus gekennzeichnet war. Ausgehend von der Überlegung, daß die Größe der nachgewiesenen Pore aus der registrierten Amplitude des Echosignals abgeleitet werden kann, wurde eine Schwellwertauswertung der nachgewiesenen Fehlerechos vorgenommen. Um für die POD-Berechnung die 'wahre' Porengrösse mit der mit Ultraschall ermittelten Porengrösse vergleichen zu können, wurde eine radiographische Untersuchung der testfehlerbehafteten Ringsegmente vorgenommen. Die in C-Bildern vorliegenden Ultraschallergebnisse wurden maschinell und manuell ausgewertet. Einige Diagramme zeigen die schematische Darstellung des POD-Modells, anhand dessen die Information, ob und mit welcher Wahrscheinlichkeit eine bestimmte Porengrösse nachgewiesen worden ist, abgelesen werden kann sowie die POD-Ergebnisse für die Kugelbohrungen und für die Schweißnahtporen. Die Ergebnisse zeigen, daß mit Ultraschall (f=25 MHz) Poren kleiner 0,1 mm nachgewiesen werden können, eine Nachweiswahrscheinlichkeit grösser 90 % aber erst bei Poren mit Grössen von 0,4 - 0,8 mm zu erreichen ist. (Brekow, G.)