Immersionsprüfung – Ultraschall im Wasserbad
Die Immersionsprüfung (Tauchbad-Ultraschall) ist ein automatisiertes Ultraschallprüfverfahren, bei dem das Prüfobjekt und der Schallwandler in ein Wasserbad eingetaucht werden. Das Wasser dient als akustisches Koppelmedium und ermöglicht eine berührungs- und druckfreie Schalleinleitung.
Funktionsprinzip
Der Prüfkopf wird mit einem definierten Abstand über dem Bauteil positioniert. Die Schallwellen durchlaufen zunächst eine Wasserstrecke (Vorlaufstrecke), treten dann in das Bauteil ein und werden nach Reflexion an Grenzflächen oder Ungänzen wieder im Empfangsmodus des Prüfkopfes registriert. Der Wasserweg entspricht der Zeitverschiebung im A-Bild und wird bei der Auswertung herausgerechnet.
Durch die gleichmäßige Kopplung über das Wasser entfällt die bei der Kontaktprüfung auftretende Koppelschwankung. Dies ermöglicht eine sehr reproduzierbare und quantitativ auswertbare Prüfung.
Tauchbadanlage – Aufbau
Eine Immersionsprüfanlage besteht typisch aus:
- Wasserbecken: Dimensioniert für die maximale Bauteilgröße, oft aus Edelstahl oder GFK
- Manipulatorsystem: CNC-gesteuerter Mehrachsen-Scanner für Prüfkopfbewegung (X, Y, Z, Rotation)
- Prüfköpfe: Fokussierte Wandler (sphärisch oder zylindrisch), Mehrfachanordnungen möglich
- Wasseraufbereitung: Entgasung und Filterung zur Vermeidung von Luftblasen (kritisch für Kopplung)
- Prüfsoftware: Steuerung, Datenerfassung, C-Scan-Darstellung
Automatisierte Prüfung von Halbzeugen
Die Immersionsprüfung ist besonders geeignet für die vollautomatische Serienprüfung von Halbzeugen:
- Platten und Bleche: Vollflächige Durchschallung oder Impuls-Echo-Prüfung auf Einschlüsse, Lunker, Risse
- Schmiedestücke: Volumetrische Prüfung auf innere Ungänzen nach EN 10228-3/4
- Stangen und Knüppel: Rotationsprüfung mit Winkelprüfköpfen
- Verbundwerkstoffe (CFK/GFK): Delaminationsprüfung in der Luft- und Raumfahrt
- Keramiken und Sondermaterialien: Hochfrequenzprüfung (10–50 MHz)
C-Scan-Darstellung
Die Immersionsprüfung liefert standardmäßig C-Scan-Bilder – Draufsichtdarstellungen, bei denen jeder Bildpunkt den maximalen Echowert der entsprechenden Bauteilposition repräsentiert. C-Scans ermöglichen eine schnelle visuelle Beurteilung der Flächenverteilung von Ungänzen und erleichtern die Dokumentation. Farbkodierung zeigt Amplituden oder Tiefenwerte an.
Normative Grundlagen
Die Immersionsprüfung wird nach Normen wie EN ISO 10375, EN 10228 (Schmiedestücke), EN 10160 (Flachprodukte) sowie ASTM A388 und AMS-Spezifikationen für Luft- und Raumfahrtteile durchgeführt.