Die Mikrometerauflösung von OCT Systemen kann verwendet werden, um die Oberflächenporosität während des industriellen Laserschweißens von Batteriekomponenten in elektrischen Fahrzeugen zu untersuchen. Insbesondere aus Sicherheitsgründen muss beim Verschweißen eine hermetische Verbindung mit hoher Festigkeit mit sehr geringer Porosität entstehen, die das Eindringen von Feuchtigkeit und Korrosion verhindern.

Durch die Verwendung von OCT Daten wird die gesamte Nahttopographie rekonstruiert und für nachträgliche Prozessbeobachtungen gespeichert. Eine genaue quantitative Auswertung der Schweißnahttopographie mit OCT ermöglicht die Erfassung von Defekten wie offenen Poren. Dadurch entfällt nachträgliche Qualitätskontrolle. Auch bei sehr kurzen Zyklen wird eine ausreichende Schweißqualität gewährleisten.

Die Genauigkeit der Qualitätskontrolle des Instruments wurde bei der Prüfung kleiner kreisförmigen Schweißnähte mit Poren nachgewiesen.

 

OCT für die Beurteilung der Schweißqualität von 16 - 33 mm kreisförmigen Nähten, die mit einer Zykluszeit von 1,5 s geschweißt wurden.  Eine einzelne rote Linie auf dem Video ist ein Pilotlaser, der die Position des Bearbeitungslasers und OCT Scan im In-Prozess zeigt. Die Reihen der roten Querlinien die OCT Scans im Post-Prozess zeigen.

3D-Nahttopografie des Nahtabschnitts mit einer Pore.

Eine weitere Anwendung im Bereich der Elektromobilität ist das Schweißen von Stromschienen in verschiedenen Materialkombinationen und Geometrien. Die Schweißnaht muss tief genug sein, um einen ausreichenden Verbindungsquerschnitt für einen minimalen Widerstand und eine maximale Festigkeit zu gewährleisten. Andererseits darf die Schweißnaht nicht durch die Stromschiene in die hochempfindliche Batteriezelle eindringen. Unser Labor hat Tests mit Aluminium (2,0 mm Al auf 1,2 mm Al) und einer Einschweißtiefe von etwa 2,6 mm durchgeführt. Sowohl die Querschnitts- als auch die OCT Messung zeigen die gleichen Tiefenwerte und Geometrien.

 

OCT Messung der Einschweißtiefe und entsprechender Längsschliff der identischen Naht.

Da das OCT den tiefsten Punkt des offenen Keyhole misst, kann es keine Porosität oder Defekte erkennen, die nach oder hinter dem Keyhole auftreten. Die Korrelation von OCT Messung und Längsschliff wurde in verschiedenen Untersuchungen getestet und nachgewiesen.

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