Neutronen Imaging: Eine zerstorungsfreie Prufmethode fur Schweiss- und Lotverbindungen

摘要

Seit Jahrzehnten wird das Loten zum Fugen von Metallen verwendet. Lotstellen fachgerecht konstruiert und gelotet mit Nickelloten erreichen die mechanischen Festigkeiten von Schweissnahten. Das Hochtemperaturloten mit borhaltigen Nickelloten ist heutzutage ein gangiger Prozess fur hochbeanspruchte Fugeverbindungen. Die zerstorungsfreie Prufung (ZFP) derartiger Metallverbindungen stellt jedoch ein grosses Problem dar. Die etablierten Rontgenmethoden haben einerseits Begrenzungen in der Durchstrahlungsdicke, die je nach Material zwischen einigen Millimetern und Zentimetern liegen kann. Andererseits lassen sich Materialunterschiede zwischen dem Lotund dem Basismaterial oft nur schwer feststellen, da eine grosse Ahnlichkeit zwischen beiden besteht und kein sichtbarer Kontrast entsteht. In diesem Bericht stellen wir vor eine bildgebende Methode basierend auf der Neutronendurchstrahlung, welche die Moglichkeiten der zerstorungsfreien Prufung von Lotstellen bei Verwendung von borlegiertem Nickellot aufzeigt. Experimentelle Ergebnisse von Testproben bestehend aus nichtrostenden Stahlen, Nickellegierungen und Kupfer werden gezeigt, welche mit Nickelbasislot BNi-2 gelotet wurden. Das Element Bor ist als starker Neutronenabsorber bekannt. Daher liefern die borhaltigen Basislote einen hohen Kontrast im Neutronenbild, wohingegen die zu lotenden Materialien ziemlich transparent fur Neutronen sind. Die gezeigten Ergebnisse sind einerseits 2D Radiografiebilder sowie tomographische Rekonstruktionen in 3D, wobei beide Messungen die Information uber die Lotmittelverteilung liefern.