QUALITY II Kvalitetssäkring av svetsade och limmade förband. Erik Lindgren, Swerea KIMAB, 7/9-17

Relevanta dokument
Utveckling av Laser- och Ultraljudsbaserade metoder för förbättrad processövervakning. Tania Irebo

Arena för metallteknologi Trollhättan PTC - Produktionstekniskt Centrum

Lean Exterior Brazing II (LEX-B)

Oförstörande provning Jan Larsson, ansvarig nivå III:a på Inspecta Sweden AB. Inspecta Academy

Avancerad UT Phased Array Magnus Sandström

TRIPLE USE SNABB OCH KOSTNADSEFFEKTIV. LIGHTer Workshop Göteborg

Improved inspection of boiler tubes with phased array ultrasonic testing. Boiler Technology Conference , Mats Bergman

Thomas Stenberg

OFP metoder. Inspecta Academy

OFP av plaströr med UT och RT Dan Tengberg COMMITTED TO SAFETY

Arena för metallteknologi Trollhättan PTC - Produktionstekniskt Centrum

Phased Array Ultraljud med Full Matrix Capture och Total fokusmetoden

Ultraljudprovning. Inspecta Academy

Additiv tillverkning på Siemens Industrial Turbomachinery AB

NYA INFALLSVINKLAR PÅ FOGUTFORMNING FÖR UTMATTNING. Erik Åstrand, PhD Student, IWE Manufacturing Engineering VCE, Braås

Prel förslag program Konferens dag 1

Termiska effekter vid limning av multimaterial UFoH fogningskurs, Mölndal,

Metallpulverfylld eller fluxfylld rörelektrod Var, När, Hur?

Samverkansformer och resultat av FFI HP projekt vid tillverkning av transmissionsdetaljer

KTH Royal Institute of Technology

Svetsprov för brunnsborrare enligt svensk standard SS

Krock kompatibilitet mellan personbilar och lastbilar

Penetrantprovning. Inspecta Academy

OFP utmaningar i PED Mats Bergman, FOP Vårkonferens

Hur du kan dra nytta av statligt stöd till Forskning, Utveckling och Innovation?

Robotbaserad in-line mätning InRob

Fogningsdagarna 2015

Komposit mot metall i rymdmiljö KOMET-3. Stockholm, November, 2014

Johan Dahlgren Standardiseringsarbete inom OFP

Hållbar Utveckling av Punktsvetsad Struktur Del 2

Fasta förband metaller

Projektet GF-Demo inbjuder till

DuplexWeld Prediktering av mikrostruktur och egenskaper i svetsar av duplexa rostfria stål

Compraser Labs- Produktionsarena och testbädd för kompositer

Kostnadseffektiv tillverkning av lättviktstrukturer i kolfiber inom Compraser Labs

Resultat från den första Workshopen

Bygga fartyg i moderna rostfria stål, ett nytt koncept

Tekniska kluster Lessons Learned

Bengt Wälivaara, Verksamhetsledare Compraser Labs. Swerea SICOMP AB, Linköping,

Inspektion och OFP av GAP ny handbok och skadeatlas

ett Produktionstekniskt Centrum för fiberkompositer genom branschöverskridande synergier

Swerea-satsning på Smarta Material

Svetsning i Sverige. Lars Johansson, Svetskommissionen, Fogningsdagarna, april 2015, Sundsvall 1

Seismik. Nils Ryden, Peab / LTH. Nils Rydén, Peab / Lunds Tekniska Högskola

Möte angående begäran om komplettering med avseende på Kontroll och provning för fastställande av kapselns initialtillstånd

Lättvikt och produktion inom fordonstillverkning

Automatiserad röntgen i industriell miljö med CR-teknik

Svetsning i Sverige. Lars Johansson, Svetskommissionen, Svetslärarmötet januari

Kvalitetsbeskrivning WISA -SPRUCE

Interfacering i komposit

Godkänt dokument, , Ansi Gerhardsson. Kontroll provning

Hur blir vi framgångsrika i de Europeiska programmen

fogning g av komposit och multimaterial

Katodiskt skydd av betongkonstruktioner med termiskt sprutade offerander av zink

Utveckla kunskap och nätverk genom deltagande i forskningsprojekt!

CorEr. Boden Energi AB utför prov med CoreEr i sopförbrännigspanna

Robothantering, maskinell tillskärning och automatiserad RTM

Rostfritt stål SS-stål Stainless steel SS steel 25 84

Svetsdjup (mm) Fokuserad. laserstråle. Focuserad. Metallånga. laserstråle. Nyckelhål. Smältbad. Nyckelhål. Svetsdjup. Smält metall.

Metallforskning vid Institutionen för teknisk fysik, Chalmers

Oförstörande mättekniker hos Swerea MEFOS. Jan Niemi

Provningar av O2 MTS Åke Jonsson, OKG AB Martin Svensson, MSV Consulting AB

LIGHTer - för svensk konkurrenskraft

Slide-in teknik för kontinuerlig överföring av energi till elektriska fordon, Fas2

Bearbetning av kompositer, samverkan med företag och framtida satsningar Swedish Waterjet lab. Anders Jönsson

VBC medlemsdagar Projekt inom oförstörande. Jonas Holmberg,

IRIS Integrerat Dynamiskt Prognostiserande Underhållsstöd

Strategisk innovationsagenda för flygteknik: Vår budskapsplattform

Digi-Load Testbädd för automatiserad hängning och nedplock av gods

Automation, additiv tillverkning och digitalisering

WeldPrint Gasbågsvetsning i metall. Kvalitetsövervakning & Identifiering av fel

Presshärdade lagerkomponenter (PRELAG) Hans Bodin Hållbar Produktionsteknik

Analys av tandmaterial

Förbättrad Sprickdetektering

Hur det kan användas utanför kärnkraft?

Rostfritt stål SS-stål Stainless steel SS steel 23 77

KOHESIVA LAGAR I SKJUVNING EN EXPERIMENTELL METOD MED PLASTICERANDE ADHERENDER

SKB behöver förklara närmare hur man har resonerat för att komma fram till skjuvkriteriet d 5 cm.

PM i Punktsvetsning. Produktutveckling 3 KPP039 HT09. Lärare: Rolf Lövgren

Forskningsaktörernas roll för att stärka Svensk produktion. Professor Lars Pejryd Högskolan Trollhättan Uddevalla.

I Sverige finns flera världsledande fordonstillverkare

Rostfritt stål SS-stål Stainless steel SS steel 25 62

Fordonsstrategisk Forskning och Innovation - Vision, trender och internationell utblick!

Omsättning och resultat (MSEK) apr-juni jan-juni jan-juni *)

Development of Mechanical Joining Technology for Light Weight Car Body Concepts

Pre-VITS (Förstudie - Virtuella verktyg för service, underhåll och återvinnings flöden)

Resultatkonferens inom Fordons- och trafiksäkerhet

PM Ytbehandling. Anodisering. Christoffer Löfstrand

FF, Förband med floatglas. Författare: Åsa Lundevall Datum: Delprogram: FFI, Hållbar produktion

DE TRE UTMANINGARNA..

ALWAYS IN THE FRONTLINE

Olga Motorina / DEKRA Industrial Mekaniserad provning

FOP November 2014 Jan Larsson, Q-provning, Inspecta Sweden AB PED-Radiografering. Inspecta Academy

Fasta förband. Funktion - Hålla fast

FFI - Fordonsstrategisk Forskning och Innovation

Deformationsmätning av Oskarshamn 3s reaktorinneslutning i samband med täthetsprovning Kraftindustrins betongdag 2019 Ulrik Brandin Erik Hansson

METALL/STRÖM DETEKTOR

Unikt Plug-and-Play-koncept ZX LASERSENSOR

Skyddande ytskikt för varmformade komponenter (Protective Metal Coating)

GJUTEN ALUMINIUMPLATTA EN AW 5083 CAST ALUMINIUM PLATE EN AW 5083

Transkript:

QUALITY II Kvalitetssäkring av svetsade och limmade förband Erik Lindgren, Swerea KIMAB, 7/9-17 1

Outline Introduktion till projektet OFP-metoden Laserultraljud Resultat Sammanfattning 2

Introduktion till projektet QUALITY II Projektdeltagare: Volvo Cars Volvo Trucks (Hytter, Umeå) Volvo Construction Equipment (Drivlinan, Eskilstuna) Scania Cargotec HIAB GKN Aerospace Engine Systems GE Health Care Permanova Lasersystem Chalmers Swerea KIMAB 3

Introduktion till projektet QUALITY II KIMAB är koordinator (Fogning samt Materialanalys och processövervakning) Svetskommissionen har hjälpt till med resultatspridning Finansierat av VINNOVA och industrin, FFI (Fordonsstrategisk Forskning och Innovation) 4

Introduktion till projektet QUALITY II OFP-metod: laserinducerat ultraljud (LUS) Frågeställningar: porer, varmsprickor, ytbrytande sprickor, fogmiss, inträngningsdjup kälfog, bindfel, cold laps, fogbredd, limhärdgrad, limvidhäftning Vissa tillämpningar: vision är in-line (kontaktlöst tacksamt) Stärka konkurrenskraften: snabbare återkoppling till processen, processtabilitet, mindre kassaktion, mindre energi, högre kvalitet 5

Introduktion till projektet QUALITY II Projektets upplägg: Labbförsök, procedur och algoritmutveckling Simuleringar, POD Demonstratorer i industriell miljö (tre) Stor provmatris, en del komplicerade geometrier Bedöma provningsteknologins potential Försöka komma lite längre med några utvalda tillämpningar 6

OFP-metoden: Laserultraljud (LUS)

LUS

LUS: Uppställning Laserlabbet hos KIMAB i Kista

LUS: Uppställning Demo i svetslabbet hos KIMAB i Kista

LUS: Uppställning Demo hos GKN i Trollhättan

LUS: Uppställning Exempel på komplett systems storlek

Amplitud LUS: Typiskt signalsvar (Ascan) 0.072 0.06 0.05 0.04 Longitudinal wave 0.03 0.02 0.01 0-0.01-0.02-0.03-0.04-0.05-0.06-0.07-0.08-0.09-0.1-0.11 Shear wave Surface wave -0.12-0.13 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 6.5 7 7.5 8 8.5 9 9.5 10 10.5 11 11.5 12 12.5 13 13.5 14 14.5 15 15.5 16 16.5 17 17.5 18 18.5 19 19.5 Time [µs] Tid 20 13

LUS: Bscan Koordinat Shear wave Surface wave 14

LUS: fördelar jämfört med konventionellt ultraljud Non contact Spatial resolution Full frequency spectrum All wave types High temperature Complex geometries Multi analysis Multi analysis Moving samples 15

LUS: nackdelar jämfört med konventionellt ultraljud Weaker signals Destructive Expensive Complicated 16

LUS: Andra tillämpningar än fogar, Stålproduktion To know the microstructure and texture of the steel at any chosen position along the hot rolling route and the subsequent cooling stage

Resultat 1 18

Stumfog: detektion av fogmiss (GKN) Lasersvets. Bindfel, fogmiss, tjocklek Inconel 718, Ti64, omkring 3 mm 19

Stumfog: detektion av fogmiss Svetsprover ifrån GKN Sick-sack (fyra segment) och fellinjerad linjär Inconel 718 och Ti64 Industridemonstrator hos GKN 20

Stumfog: detektion av fogmiss Industridemonstrator 27/1-2017 hos GKN på PTC i Trollhättan 21

Stumfog: detektion av fogmiss procedur samma sida -proceduren (båda sidorna, g=+/-) Roboten kör i sick-sack (omkring +/- 0.25 till 0.75 mm vinkelrätt mot svetsriktningen, period omkring 2 mm) g GD 22

Stumfog: detektion av fogmiss analys Bscan 23

Stumfog: detektion av fogmiss analys Bscan: tidsporta signaler (max inom tidsporter), typiskt 4-6 st 24

Stumfog: detektion av fogmiss analys Använd de 4-6 signalerna till att identifiera röd=fogmiss, grön=ej fogmiss samt gul=misslyckad mätning 25

Stumfog: detektion av fogmiss slutsats Överlag stämmer resultaten med RT och förstörande provning (tvärsnitt). Några falska indikeringar och några missade bindfelsdefekter. Sick-sack proverna var svåra, korta (i längden) fogmissar, även svårt med den förstörande provningen. Kortare än omkring 5 mm: ej detekterat. Längre än omkring 10 mm: detekterat. 26

Stumfog: tjockleksmätning i laserlabbet 27

Stumfog: tjockleksmätning demo hos GKN Vid industridemonstratorn, robotintegrerad LUS hos GKN 28

Stumfog: porositet (GKN) Lasersvets. Porositet, även små och kluster: hög potential ner mot 0.5 mm, svårt att säkerställa korrektheten i resultaten för mindre än så. (Ti64, 4 mm) Röntgenbilder, XCounter DDA, VINNOVA 2015 Automatiserad inspektion och andra möjligheter vid införandet av digitalröntgen i tillverkningsindustrin, KIMAB, GKN, VCE. 29

Stumfog i kugghjul: bindfel (VCE) Säkerställa fullt penetrationsdjup, detektera bindfel Sätthärdat stål, omkring 8-10 mm 30

Stumfog i kugghjul: bindfel (VCE) Säkerställa fullt penetrationsdjup, detektera bindfel Sätthärdat stål, omkring 8-10 mm Genereringspunkt Detekteringspunkt 31

Stumfog i kugghjul: bindfel Två olika procedurer: SSOE, DSOE Genereringspunkt Detekteringspunkt 32

Stumfog i kugghjul: bindfel Demonstrator hos Permanova Lasersystem i Mölndal 33

Stumfog i kugghjul: bindfel Över tröskelvärde=defekt, under tröskelvärde=ok 34

Stumfog i kugghjul: bindfel slutsats Bindfel ner mot 1 mm kan detekteras, två olika procedurer. Procedurerna behöver kompletteras, visst problem med defektens sida map genererings/detektions-sida 35

Limfogar: härdgrad 7st limfogar tillverkades hos KIMAB Härdtid: 5min, 10min, 15min, 20min, 25min, 30min och flera timmar LUS-uppställning: Generering Detektering 36

Dämpning [arb.] Limfogar: härdgrad 0-0.5 Dämpning eko 6P 5min 10min 15min 20min 25min 30min xtim -1-1.5-2 -2.5-3 6P -3.5-4 -4.5-5 Härdtid 37

Limfogar: vidhäftning (VCC) Vidhäftning transmission mode (dubbelsidig åtkomst): hög potential 38

Limfogar: fogbredd (VTC, VCC) Härdade prover, reflektion mode (enkelsidig åtkomst) 39

Limfogar: fogbredd Reflektionsläge (enkelsidig åtkomst) 40

Limfogar: fogbredd utredning av ytskador VTC har karakteriserat ytorna som mättes med LUS LUS på ED sedan målat samt LUS på färdiglackat: om låg laser energi, godkänd yta (ej premium) 41

Kälfogar: Penetrationsdjup,cold laps, varmsprickor, porositet (HIAB) Penetrationsdjup, cold laps, varmsprickor, porositet Konstruktionsstål, 8-10 mm 42

Kälfogar: Penetrationsdjup,cold laps, varmsprickor, porositet (HIAB) Penetrationsdjup: hög potential, enkelsidig åtkomst från svetssidan Cold laps, varmsprickor, porositet: svårt att verifiera att de fanns i proverna, inga LUS-indikeringar 43

Stumfogar: porositet, bindfel, sprickor (GE) 1 Porositet, bindfel, ytbrytande sprickor Rostfritt austenitiskt stål, 10 mm 44

Stumfogar: porositet, bindfel, sprickor Ytbrytande 1 defekter: hög potential Bindfel: hög potential Porositet: innesluten i smältan, låg potential (mikrostrukturen) 45

Kälfogar: porositet, bindfel, sprickor (GE) Rostfritt 1 austenitiskt stål, 10 mm 46

Kälfogar: porositet, bindfel, sprickor (GE) Ytbrytande 1 defekter: låg potential, för grov yta, svårt att verifiera defekternas förekomst med VT Porositet: innesluten i smältan, låg potential (mikrostrukturen) Bindfel: låg potential, strålgången krävde smältan-passage 47

Stumfogar: bindfel, porostet, inneslutningar (Scania) Duplex 1 stål, 5 mm 48

Stumfogar: bindfel, porostet, inneslutningar Bindfel: 1 hög potential Porositet och inneslutningar: medel till hög potential, svårt att göra jämförelser 49

Överlappskäl-fog: bindfel, porer, rotfel (VCC) Stål 1-2 mm

Överlappskäl-fog: bindfel, porer, rotfel (VCC) Låg potential, komplex signal, små defekter (0.25 mm), bra signal- respons.

Överlappsfog laser: bindfel, fogbredd Stål, omkring 1 mm

Överlappsfog laser: bindfel, fogbredd Medelhög potential. Det nya LUS-systemet (2016) klarar av den knottriga ytan, men möjligtvis på bekostnad av upplösningen.

Sammanfattning av projektet En prototyp för ett robotiserat laserultraljudssystem tar tagits fram, inklusive hårdvara, procedurer och analysalgoritmer Systemets robusthet har demonstrerats vid två industridemonstratorer (GKN Aerospace och Permanova Lasersystem) Vi gör bedömningen att ytterligare forskning behövs men att LUS har visat på hög potential för många av de utvärderade tillämpningarna

55 Scientific Work for Industrial Use www.swerea.se

Sammanfattning av resultaten Prov från Fogtyp Defekt Resultat, potential GKN Stumfog (laser) Porer Medel Något större, omkring 0.5 mm, men svaga indikeringar. SSOE, SAFT har utvärderats och mindre än 0.5 mm möjligt men mer utvärdering behövs GE Kälfog (TIG) Ytbrytande sprickor Stumfog (TIG) Bindfel Hög Fogmiss Hög Ti64, Inconel, RF. Mindre än 5 mm i längd svårt just nu, över omkring 10 mm i längd ok. Gränser i höjd ej säkerställt ännu. Även demonstrator Tjocklek Hög Omkring 5 mikrometer @ 3 mm tjocklek. Även demonstrator Inte kunnat detektera Porer, bindfel Låg Mikrostrukturen + geometrin Porer, sprickor ej ytbrytande Låg Mikrostrukturen 56

Sammanfattning av resultaten Prov från Fogtyp Defekt Resultat, potential VCE Stumfog, liten kugge (laser) Stumfog, stor kugge (laser) Penetration bindfel Penetration Bindfel Hög Låg(?) Även demonstrator, ner mot 1 mm bindfel Spridande geometri, SSOE procedur kan vara lösning, hanns inte med på det stora i slutet. HIAB Stumfog (MAG) Sprickor Medel Sannolikt detekterat LoF-lik defekt, DSOE Kälfog (MAG) Penetration, inträngningsdjup Cold laps Varmsprickor Scania Stumfog (MAG) Porositet, inneslutningar, bindfel Hög Inte kunnat detektera Medel-hög Ensidig åtkomst, krävs avancerade algoritmer men korrelation finns För komplext problem nu, 3 mätsystem på labbstadie med låg teknikmognad inblandade. Tagit fram en UT immersion + lasergeometriscanner lösning Inte hittat indikeringar i signalen Duplex, behöver utredas mer, bättre referensmätningar, statistisk vinkel 57

Sammanfattning av resultaten Prov från Fogtyp Defekt Resultat, potential VCC Överlapp, lim Bindfel Hög Transmission mode (dubbelsidig åtkomst) Vidhäftning, fogbredd, härdning Hög Reflektions mode (enkelsidig åtkomst) Överlapp-käl Bindfel, porer Låg Komplex bscan, väldigt små defekter (0.25 mm, fin signal. KIMAB Limprover Olika härdgrad Hög Enkelsidig åtkomst Överlapp-laser Fogbredd Hög Mäter bara fogbredden på mätsidan, svårt med ohärdade Kvantifiera fogbredd Medel Nya lasersystemet klarar skrovliga ytan, men vi verkar få problem med upplösningen på de ganska smala fogarna. VTC Överlapp, lim Fogbredd Hög Enkelsidig åtkomst, ytskadorna kan fås till godkänd nivå. 58