Ultraschallangeregte Lock-In-Thermographie zur prozessintegrierten Qualitätskontrolle

Die ultraschallangeregte Thermographie unterscheidet sich von der klassischen Ultraschallprüfung indem bei dieser das Laufzeitsignal des Ultraschalls direkt zum Nachweis von Defekten im Prüfobjekt verwendet wird. Die ultraschallangeregte Thermographie nutzt den Effekt, dass eine in ein Bauteil eingeleitete und sich dort ausbreitende Ultraschallwelle dieses in Schwingung versetzt und infolge der damit verbundenen Relativbewegungen zu Reibvorgängen an Grenzflächen im Bauteilinnern führt. Dadurch kommt es, bevorzugt im Bereich von Defekten, zu einer hysteretischen Erwärmung, da dort infolge der Grenzflächenreibung eine höhere Energiedissipation stattfindet als in ungestörten Bereichen. An der Bauteiloberfläche äußert sich dies in Form einer lokalen Temperaturerhöhung, welche mit thermographischen Methoden nachgewiesen wird. Aufgrund ihrer Wirkmechanismen eignet sich die ultraschallangeregte Thermographie insbesondere zum Nachweis z. B. von Rissen in Oberflächennähe, Delaminationen (in Verbundwerkstoffen und Laminaten), Impactschäden und Materialeinschlüssen. Mittels ultraschallangeregter Thermographie können somit neben der klassischen Bauteilprüfung auch qualitätssichernde Maßnahmen innerhalb einer Produktion, wie beispielsweise die Überprüfung von Klebeverbindungen, Nietverbindungen, Clinchverbindungen, Punkt-/Laserschweißungen oder kraftschlüssigen Verbindungen realisiert werden.