用于避免和/或识别由于硬化或矫正在构件中造成的应力裂纹的方法和设备的制造方法_2

文档序号:9278089阅读:来源:国知局
[0031]一个尤其简单的设计方案在超过从起始点起检测的声信号的能量总量时识别具有一个或多个裂纹的有缺陷的构件。在此,仅将在感应频率之上的频率范围中通过声传感器检测的总能量相加;所述能量仅能够由裂纹引起。替选地,也能够使用更高的极限值并且必要时能够将感应声一起积分。
[0032]在一个实施方案中能够提出,在超过在同时进行的时间窗中检测的声信号的能量总量时,识别到裂纹。时间窗大致相应于裂纹的持续时间,但是也能够明显更长,例如为Ι/lOso如果在每十分之一秒之内超过相加的能量的阈值,那么识别到裂纹并且将构件分级为有错误的。所述实施方式在数字的实施方案中在用于声信号的暂存器的最小量的情况下是足够的。
[0033]此外,本发明涉及一种用于识别构件中的由于在对构件进行尤其局部的热处理时的硬化、例如感应硬化或火焰硬化、和/或由于构件的矫正、尤其是构件的弯曲矫正造成的裂纹形成的方法,其中执行对在硬化或矫正期间由与构件传声耦联的声传感器检测的声信号的频率和/或时间评估。检测到的声信号在此是固体声发射,所述固体声发射在构件的硬化或矫正时在构件中形成。
[0034]方法能够实现根据识别到的裂纹的数量和/或强度对构件分类。
[0035]适当地,尤其实时地评估在构件的加热、淬火和/或冷却期间或在矫正期间的固体声发射。
[0036]有利地,将必要时在频率下限值之上的声信号的在时间窗中积分的能量与阈值进行比较并且在超过时识别到裂纹形成。作为时间窗选择形成裂纹的材料和/或工艺相关的时间段或者相应于硬化的或矫正的阶段的部段。
[0037]方法能够使用不同的裂纹类别阈值,以与在频率和/或时间窗之内检测的声信号的积分的强度进行比较。
[0038]适当地,对于硬化工艺的或矫正工艺的多个、例如两个不同的时间段使用不同的裂纹类别阈值。
[0039]在感应硬化的情况下,使用极限频率大于感应频率的带通滤波器等。
[0040]在达到或超过自起始点起开始检测的声信号的能量总量时,能够识别到裂纹。必要时,在超过在同步的时间窗中检测的声信号的能量总量时,能够识别到裂纹。
[0041]此外,本发明还提供用于尤其根据上述方法和/或借助上述设备避免在构件的造型、尤其是矫正、尤其是弯曲矫正时在构件硬化之前、期间或之后的应力裂纹的设备以及方法,其包括实时的(频率时间)分析,其中构件承受增大的造型力,并且在此检测固体声发射,以(频率时间)分析实时评估固体声发射,以便识别通过塑性变形引起的固体声发射。
[0042]造型能够(i)在识别到通过塑性变形引起的固体声发射之后结束或中断并且随后以保持不变的或减小的造型力继续,或者(ii)造型能够在识别到通过塑性变形引起的固体声发射之后以调节的造型力继续,其中通过塑性变形引起的并且实时检测和识别的固体声发射不继续增大或者保持在固定的能量范围或幅度范围中。
[0043]造型能够在通过塑性变形引起的固体声发射出现之后在特定的时间片之后结束,即中断或随后结束。造型还能够在超过用于固体声发射的、尤其是通过塑性变形引起的固体声发射的积分的能量的阈值之后结束。造型能够在超过用于固体声发射的、尤其是通过塑性变形引起的固体声发射的幅度的阈值之后结束。
[0044]为了结束造型,能够将造型力撤除、减小或保持在最终的数值上。在结束造型之后,构件能够重新经受造型工艺,使得结束在此对应于整个造型工艺的中断。适当地,相继执行多次单独的负载推力,直至达到构件的期望的最终形状。
[0045]本发明还提供一种用于构件的通过塑性造型、尤其是根据上述方法矫正的装置,包括用于产生造型力的矫正设备、用于安置到要矫正的构件上的固体声传感器以及控制装置,所述控制装置在造型力作用到构件上期间检测固体声发射并且实时地评估并且在识别到通过构件的塑性变形形成的固体声发射的情况下控制矫正设备,以结束造型。
[0046]在此,构件中的塑性流动过程根据经验地或分析地要确定的特性、例如时间频谱中的特定的图案来识别并且在识别所述流动过程时识别到构件的塑性变形的出现。因此,不再提高造型力,由此避免应力裂纹,而是调节或控制到大于塑性造型所需要力并且小于在构件中引起裂纹、尤其是应力裂纹的力的力上。
[0047]控制装置能够构成为,使得为了结束造型,矫正设备为了撤除造型力或为了保持造型力可受控或者为了将造型力尤其减小到一定数值上可受调节,其中通过构件的塑性变形形成的固体发射的幅度和/或能量不继续提高或不超过阈值。
[0048]装置适当地构成用于在结束造型之后重复造型,直至构件达到期望的最终形状。由此,构件能够在依次的负载推力下在避免过高的、可能引起(应力)裂纹的造型力的情况下造型成期望的最终形状。
[0049]装置能够是矫正设备、尤其是弯曲矫正设备。
[0050]本发明的其他的特征和实施方式在下面的说明书、附图和权利要求中得出。
【附图说明】
[0051 ] 图1说明根据本发明的设备。
[0052]图2说明三维的频率时间图表。
[0053]图3和4示出感应硬化工艺的频率时间图表的在频率时间平面上的俯视图或3D图。
[0054]图5和6以其他的时间窗示出图3、4中的感应硬化工艺,
[0055]图7至12作为3D频率时间图表和剖面图示出另一个感应硬化工艺。
[0056]图13和14以3D示出感应硬化工艺的频率时间图表。
[0057]图14和15在其他的时间窗中以时间频率平面上的俯视图或3D图示出图13、14的感应硬化工艺的频率时间图表。
【具体实施方式】
[0058]在图1中示出的用于识别由于构件2的感应硬化造成的在构件2中的裂纹形成的设备1,所述设备包括声传感器3,所述声传感器在此固定在用于构件2的保持装置4上并且检测在构件2中形成的声信号。在此单独示出的评估单元5与声传感器3耦联并且对声进行评估,而构件2借助于例如可移动的线圈6局部地加热并且借助于冷却机构7随后淬火。在火焰硬化的情况下,替代线圈6使用燃烧器等。
[0059]典型的频率时间谱在图2中说明。与声强度或声的能量相关的数值沿着z轴绘制,而沿着X轴绘制时间并且沿着I轴绘制频率(或其函数)。
[0060]可见的是,波峰8时间恒定地构成,所述波峰归因于感应,在此例如在25和30kHz之间。随着频率变小,通过冷却机构7产生的声由声传感器2在区域9中检测。
[0061]裂纹在感应硬化中在主要离散的时间点上、即快速地发生。在裂纹的情况下释放具有特定的声谱的声能量,所述声谱还取决于裂纹的长度和宽度、材料性质等。可见5个裂纹10,其分别具有不同的声谱。
[0062]根据本发明,将在波峰8之上产生的能量在进行或不进行频率评估的情况下考虑用于识别裂纹。对此,例如能够使用图案识别,以便在频率时间图表中识别裂纹。然而,尤其适当的是,将在极限值之上、在此在具有40kHz的波峰9之上的声能量相加并且与裂纹形成极限值进行比较。如果超过裂纹形成极限值,那么形成裂纹。
[0063]检测和评估适当地数字地进行,即将由声传感器2检测的数值数字化,即进行频
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