Non-destructive testing of adhesive bonded structures

• Autorzy: Kurpiński M. , Fidali M.

Warianty tytułu

PL

Badania nieniszczące połączeń klejonych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Adhesive bonded joints are one of the most popular type of joints in the production process of modern cars. That came from their uncommonly good features i.e. durability, visual and economical properties. However, during the production process some defects can occur. There are many Non-Destructive Testing (NDT) methods which allow detection of different defects of adhesive joints and increase the quality of the production process as well as the produced part. In the first part of the article, a review of the most valuable NDT methods was presented, especially from the point of view of application to automated testing of automotive parts. In the second part, two contactless NDT methods (EMAT ultrasonic technology and active thermography) were applied to prepared bonded joints. Results of preliminary laboratory tests were compared. The aim of the research was to point out the most suitable method for industrial application.

PL

Połączenia klejone posiadają liczne zalety wpływające na podniesienie trwałości karoserii i obniżenie kosztów produkcji [1, 2, 3]. Obok zalet istnieją również wady, które mogą przyczynić się do pojawienia defektów złącza zarówno na etapie procesu produkcji jak również w trakcie eksploatacji [2, 3]. Ocena własności złącza klejonego na etapie procesu produkcji oraz w trakcie eksploatacji jest przedmiotem badań prowadzonych przez różne jednostki naukowo badawcze [4, 5]. Z punktu widzenia wytwórców samochodów istnieje potrzeba skutecznej detekcji wad technologicznych połączeń klejonych. Aktualnie w większości przypadków wykrywanie wad technologicznych realizowane jest poprzez stosowanie inwazyjnych i nieniszczących metod badawczych. Metody inwazyjne są dobre i umożliwiają skuteczną ocenę stanu połączenia. Ich główną wadą są wysokie koszty m.in. wynikające z konieczności całkowitego zniszczenia podzespołu. Z tego powodu, by ograniczyć potrzebę częstego ich stosowania, połączenia klejone dodatkowo bada się metodami nieniszczącymi (NDT). Istnieje szereg nieniszczących metod badawczych dedykowanych do detekcji różnych wad materiałowych i nieciągłości strukturalnych [7]. W artykule scharakteryzowano wybrane metody NDT mające swój udział w badaniach złączy klejonych w jednostkach badawczych i zakładach przemysłowych. Skupiono się m.in. na metodach radiograficznych [6, 7], akustycznych [2, 5], ultradźwiękowych [16, 17], metodzie szerografii laserowej [9, 10, 11] oraz metodach termografii aktywnej [7, 12, 14], Ze względu na wymienione w treści artykułu zalety oraz dostępność sprzętu pomiarowego postanowiono wykonać badania i porównać rezultaty stosowania termografii aktywnej oraz ultradźwiękowej technologii EMAT.

Słowa kluczowe

EN

NDT methods; adhesive bonded joints; active thermography; EMAT

PL

metoda NDT; złącze klejone; termografia aktywna; EMAT

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Diagnostyki Technicznej
• Czasopismo: Diagnostyka
• Rocznik: 2017
• Tom: Vol. 18, No. 2
• Strony: 95--103
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Kurpiński M.

• Silesian University of Technology, Faculty of Mechanical Machinery, Institute of Fundamentals of Machinery Design, Konarskiego 18a, 44-100 Gliwice

autor

Fidali M.

• Silesian University of Technology, Faculty of Mechanical Machinery, Institute of Fundamentals of Machinery Design, Konarskiego 18a, 44-100 Gliwice

Bibliografia

• 1. Ann R. Automotive Structural Adhesives Drive Material Changes. Design News 9/2/2014, http://www.designnews.com/document.asp?doc_id=2 74494&dfpPParams=ind_183,industry_auto,aid_274 494&dfpLayout=article
• 2. Vedula S. Infrared Thermography and Ultrasonic Inspection of Adhesive Bonded Structures, Overview and Validity. Clemson University, August 2010.
• 3. Adams RD. Adhesive Bonding: Science, Technology and Applications. Elsevier, 8 mar 2005.
• 4. Allin JM. Disbond detection in adhesive joints using low-frequency ultrasound. A thesis submitted to the University of London for the degree of Doctor of Philosophy. University of London, May 2002.
• 5. Shull P. J. (ed.) Nondestructive Evaluation. Theory, Techniques and Applications. Marcel Dekker, Inc. 2001.
• 6. Vontobel P, Lehmann E, Frei G. Neutrons for the study of adhesive connections. Paul Scherrer Institute, Villigen, Switzerland 2004-11.
• 7. Onoszko K. Metody stosowane w badaniach nieniszczących. Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska, 2012;4:11-14.
• 8. BondMaster Application Guide, http://www.olympus-ims.com/pl/.downloads/download/?file=285213057&fl=en_US
• 9. Heida JH, Platenkamp DJ. Evaluation of in-service non-destructive inspection methods for composite aerospace structures; November 2011.
• 10. Liu B, Guo XM, Qi GJ, Zhang DS. Quality evaluation of rubber-to-metal bonded structures based on shearography. Science China Physics, Mechanics & Astronomy 2015;58(7).
• 11. Andersson J, van den Bos B. NDI on Bonded Sandwich Structures with Foam Cores and Stiff Skins - Shearography the Answer?. Application Report No. 02.01 of Attemeyer AG. http://www.ndt.net/article/wcndt00/papers/idn389/idn 389.htm
• 12. Automotive Circle International 2012, Active Thermography - NDT Method for Structural Adhesive and Mechanical Joints.
• 13. Bai W, Wong BS. Evaluation of defects in composite plates under convective environments using lock-in thermography. Meas. Sci. Technol. 2001;12:142-150.
• 14. Ibarra-Castanedo C, Genest M, Piau JM, Guibert S, Bendada A, Maldague X. Active infrared thermography techniques for the nondestructive testing of materials Chapter XIV of the book: “Ultrasonic and Advanced Methods for Nondestructive Testing and Material Characterization”, ed. Chen CH, 2007:325-348.
• 15. Meola C, Carlomagno GM, Squillace A, Giorleo G. The use of infrared thermography for nondestructive evaluation of joints. Infrared Physics & Technology 46, pp. 93-99, 2004.
• 16. Rams B. Zastosowanie klejenia w połączeniach zgrzewanych metodą FSW. Przegląd Spawalnictwa. 2009; 3: 33-38.
• 17. Stachurski M. Nowoczesne metody ultradźwiękowego badania materiałów oraz nowoczesne przetworniki ultradźwiękowe. Biuletyn Instytutu Spawalnictwa, 2007;4:45-51.
• 18. Power Box H. Operation manual. Innerspec Technologies, Inc. 2014.
• 19. Lopez B. In-Service Inspections Using EMAT and MRUT. July/August 2015 issue of Inspectioneering Journal.
• 20. Kurpiński M, Fidali M. Application of active thermography methods to defect detection of bounded joints. 13 th Quantitive InfraRed Thermography, Lipiec 4-8, Gdańsk 2016.