Im Zuge der Entwicklung von neuen Materialien und Konstruktionen werden zerstörungsfreie Prüfverfahren zur Evaluierung dieser bzw. der Konstruktionsintegrität eingesetzt. Das Interesse an der Klebtechnik im Maschinenbau, Transport- und Bauwesen ist gegeben, da bedeutende Vorteile gegenüber konventionellen Verfahren, wie dem Schweißen und mechanischen Fügen aufgezeigt werden können. Beispielhaft werden erwähnt die gleichmäßige Spannungsverteilung, die verbesserten Ermüdungseigenschaften, leichtere Bauteile und das problemlose Fügen unterschiedlicher Werkstoffe. Die Klebschichtintegrität stellt jedoch eine bedeutende "Achilles-Ferse" bei der breiten Anwendung des Klebens im konstruktiven Ingenieurbau dar. Die Gestaltung und Herstellung von Klebverbindungen wurden ständig optimiert und die Verbindungsqualität gesteigert. Trotzdem können Fehlstellen in Klebungen, z. B. aufgrund ungeeigneter Vorbehandlungsverfahren oder Fertigungsfehlern, nicht immer ausgeschlossen werden. Dieser Zustand erfordert zuverlässige Qualitäts- und Fertigungskontrollen. Von Seiten der Industrie werden deshalb verstärkt automatisierte und zuverlässige - wichtige Voraussetzungen für den Einsatz in der Praxis - zerstörungsfreie Prüfverfahren (ZfP) gefordert. In der vorliegenden Arbeit wird ein Ansatz zur Aussagequalität von ZfP und deren Einsatzfähigkeit beschrieben. Zur Beurteilung der Zuverlässigkeit der zerstörungsfreien Evaluierung werden verschiedene Parameter von Klebverbindungen berücksichtigt. Ziel dieser Dissertation ist das Zuverlässigkeitsniveau der Neutronenradiographie und Ultraschallmethode zur Erkennung von fertigungsrelevanten Fehlstellen (insbesondere wegen mangelnder Kohäsion und Unregelmäßigkeiten) festzustellen. Deren Bestimmung und quantitative Erfassung sind signifikante Voraussetzungen bei der Berechnung und Einsatz der Verbindungen im konstruktiven Ingenieurbau. Dabei wird systematisch vorgegangen ausgehend von dem aktuellen Stand des Wissens über das Verhalten von strukturellen Klebverbindungen und die Etablierung von Qualitätssicherungsmethoden, durch Untersuchungen an kleinen Proben und realen Bauteilen. Die Material- und Prüfparameter wurden hinsichtlich ihrer industriellen Anwendbarkeit bevorzugt aus dem Bereich der Automobilindustrie gewählt. Nach einer Beschreibung der betrachteten zerstörungsfreien Prüfverfahren, Neutronenradiographie und Ultraschalltechniken, werden Methoden der Evaluierung vorgestellt. Der Zweck ist Fehlstellen in Bezug auf Art, Größe, Form, und Lage in der tragenden Klebschicht zu bestimmen und zu klassifizieren. Darüber hinaus werden die Möglichkeiten und Einschränkungen der Prüfmethoden durch eine Vergleichsstudie dargestellt. Variierte Impuls-Echo-Techniken und die Durchschallungstechnik, im Fall der Ultraschalluntersuchung, wurden an einfach überlappte Verbindungen nach Angaben der Hersteller entsprechender Prüfgeräte und Klebstoffe durchgeführt. Die Problematik, welche Inspektionstechnik für die betrachteten Klebverbindungen angewendet werden soll wurde besprochen. Messungsdiskrepanzen wurden aufgezeichnet und das bestgeeignete Ultraschallverfahren festgestellt. Künstliche Imperfektionen wurden als Referenzwerte eingeführt. Die zuverlässigste Ultraschalltechnik, basierend auf der Amplitudenmessung des Reflektors, wurde mit Messungen aus der Neutronenradiographie verglichen. C-Scans wurden mit Transmissionsbildern verglichen und die Fehlstellen mit einem Bildbearbeitungsprogramm ausgewertet. Die Neutronenradiographie wird vorzugsweise als Referenzmethode für die Verifizierung der Ergebnisse verwendet. Die Ultraschallmethode weist signifikante, auch wirtschaftliche, Vorteile für Anwendungen in der Praxis auf. Im Allgemeinen können mit beiden Methoden die gleichen Arten von Fehlstellen entdeck werden. C-Scans beim Ultraschall haben eine niedrigere Auflösung und zeigen Schwierigkeiten bei der zuverlässigen Bestimmung der Fehlstellen, besonders bei kleinen Fehlstellen und Signalen an den Kanten. Die hohe Wirksamkeit von Neutronen erlaubt Untersuchungen mit der Neutronen-Radiographie bzw. -Tomographie an realen Bauteilen oder Fahrzeugteilen. Besonders gut können geklebte Überlappungen verifiziert werden. Die Anwendbarkeit der Methode wird auch an komplizierten Bauteilen demonstriert. Die Bildbearbeitung erlaubt die zuverlässige Wiedergabe fertigungsrelevanter Fehlstellen. Versuchsergebnisse an Kleinproben sind wertvoll und auf reale Bauteile reproduzierbar, und dienen zu deren Unterscheidung und Bewertung. Das strukturelle Verhalten von fehlerfreien bzw. fehlerhaften Klebverbindungen unter quasi-statischer Belastung wird vorgestellt und die aus zerstörenden Prüfungen gewonnenen Werte der Tragfähigkeit werden den ZfP-Messungen gegenüber gestellt. Sie erlauben eine Korrelation zwischen Fehlerart bzw. -größe und Betriebsverhalten abzuleiten. Der Einfluss vorhandener Imperfektionen und der Klebschichtdicke auf die Tragfähigkeit werden diskutiert. Fehlstellen werden bei der theoretischen Spannungsverteilung nach den Vorschlägen von Volkersen und Goland-Reissner betrachtet und ein Korrekturfaktor zur Berücksichtigung fertigungsrelevanter Fehlstellen abgeschätzt. Es wird auch ein Vorschlag über Bewertungsgruppen und entsprechender Fehlstellen-Toleranzwerte zur Qualitätsklassifizierung der Klebverbindungen gemacht. Die Feststellbarkeit von Fehlstellen hängt vom Klebstoff-Fügeteil-System, der eingebrachten Imperfektion und der verwendeten zerstörungsfreien Methode ab. Beide ZfP-Methoden, Neutronenradiographie und Ultraschall, können verschiedene Arten von Imperfektionen feststellen und Informationen über das spätere Konstruktionsverhalten liefern. I.a. ist die Neutronenradiographie ein zuverlässiges Werkzeug, vor allem zur Abbildung von organischen Werkstoffen, jedoch gibt es Einschränkungen bei der Anwendbarkeit, weil leistungsstarke Neutronenquellen benötigt werden. Bei der Untersuchung von kritischen Konstruktionsteilen in der Entwicklungsphase kann die Methode aber mit Erfolg eingesetzt werden. Andererseits vermag die Ultraschallmethode, vor allem wenn die Instrumententechnik weiter entwickelt wird, gut reproduzierbare Messergebnisse innerhalb enger Toleranzen zu liefern. Aufgrund der geometrischen Gestaltung des Prüfkopfes erscheinen die Fehlstellen auf den C-Scans größer als auf den entsprechenden Transmissionsbildern der Neutronenradiographie. Darüber hinaus kann das Ultraschallbild bei einer Ansammlung von mehreren kleinen Fehlstellen ein verwirrendes Bild liefern, ohne eine genaue Form der Fehlstellen erkennen zu lassen. Die Forschungsergebnisse können auch als Beitrag zur Integration der Klebtechnik in neue internationale Normen, insbesondere zur Ergänzung von Berechnungsvorschlägen und Erweiterung der Datenbasis bei Metallklebverbindungen, sowie zur Qualitätsklassifizierung der Klebverbindungen verstanden werden.
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Im Zuge der Entwicklung von neuen Materialien und Konstruktionen werden zerstörungsfreie Prüfverfahren zur Evaluierung dieser bzw. der Konstruktionsintegrität eingesetzt. Das Interesse an der Klebtechnik im Maschinenbau, Transport- und Bauwesen ist gegeben, da bedeutende Vorteile gegenüber konventionellen Verfahren, wie dem Schweißen und mechanischen Fügen aufgezeigt werden können. Beispielhaft werden erwähnt die gleichmäßige Spannungsverteilung, die verbesserten Ermüdungseigenschaften, leichter...
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