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Measurement Potential of the Barkhausen Effect for Obtaining Additional Information on the Component Condition in Manufacturing

  • C. Krause EMAIL logo , D. Fehrenbach , L. Wolf , M. T. Kiesewetter , C. Radek und M. Schaudig
Veröffentlicht/Copyright: 20. Oktober 2021
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Abstract

The measurement of Barkhausen noise is one of the non-destructive testing methods which allows the use within the production line and within the cycle time at a high production volume. The aim of the present study was to answer the question, whether it is possible to extract the informations that the Barkhausen noise includes, concerning work-piece conditions, from the signal characteristic and more important assigning these findings. Therefore, soft machined and heat treated shaft components made of the ferromagnetic material Cf53 (1.1213) were analyzed to find characteristics in the Signal that allow to separate clearly an increase in temperature of the tested area from a change in the microstructure. For this purpose the shafts were analyzed at higher temperatures (up to 80 °C) and after an additional annealing process (to change the microstructure specifically). Both investigated situations (higher temperature and modified microstructure) showed different characteristic in the Barkhausen signal, thus an assigning is possible. Metallographic investigation and hardness measurements has been carried out to support the results.

Kurzfassung

Die Messung des Barkhausenrauschens ist eines der zerstörungsfreien Prüfverfahren, das bei einem hohen Produktionsvolumen den Einsatz innerhalb der Fertigungslinie und innerhalb der Taktzeit ermöglicht. Ziel der vorliegenden Studie war es, sich der Fragestellung anzunähern, ob es möglich ist, die im Barkhausenrauschensignal enthaltenen Informationen bezüglich des Bauteilzustands (bspw. Oberfläche, Härte, ...) der Signalcharakteristik zu entnehmen und vor allem eindeutig zuzuordnen. Hierzu wurde an weichbearbeiteten und wärmebehandelten Wellen aus dem ferromagnetischen Werkstoff Cf53 (1.1213) untersucht, ob eine Charakteristik im Barkhausensignal zu erkennen ist, die es erlaubt, eine Temperaturerhöhung des Messobjekts eindeutig von einer mikrostrukturellen Veränderung zu unterscheiden. Die Bauteile wurden dazu bei erhöhter Temperatur (bis zu 80 °C) und nach einem zusätzlichen Anlassprozess (zur gezielten Änderung der Mikrostruktur) analysiert. Beide eingestellten Zustände (erhöhte Temperatur und veränderte Mikrostruktur) wiesen eine unterscheidbare Signalcharakteristik auf, die eine Zuordnung ermöglichen. Durchgeführte metallographische Analysen und Härtemessungen unterstützen das Ergebnis.

7

7 Acknowledgement

This study was conducted as part of a study-related project at Furtwangen University. Finally, we would like to thank the company QASS GmbH for their support. We would also like to thank the companies EMAG eldec Induction GmbH and Thyssen-Krupp for providing the equipment and components.

7

7 Danksagung

Diese Studie wurde im Rahmen eines studienbegleitenden Projektes an der Hochschule Furtwangen durchgeführt. Abschließend möchten wir uns bei der Firma QASS GmbH für ihre Unterstützung bedanken. Außerdem danken wir den Firmen EMAG eldec Induction GmbH und Thyssen-Krupp für die Bereitstellung der Geräte und Bauteile.

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Published Online: 2021-10-20
Published in Print: 2021-10-31

© 2021 Walter de Gruyter GmbH, Berlin/Boston, Germany

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