CN102662004A - 转子钎焊质量检测专用的探头工装 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及钎焊质量的检测所用的专用探头工装，包括传感器、上滚轮、下滚轮、下滚轮支架和传感器支架，传感器、上滚轮和下滚轮支架均与传感器支架装连，下滚轮装连在下滚轮支架上，所述传感器包括检测探头和楔块，所述检测探头包括两个分别控制的a×b阵元的相控阵检测探头，两个相控阵检测探头分别对称固定在楔块上，且两个相控阵检测探头的中心线的夹角为10-40度；所述楔块上有耦合剂通道及耦合剂输入接口。本发明的钎焊质量检测所用的专用探头工装解决了传统双晶直探头的局限性问题，并具有使缺陷显示直观便于评估、缺陷检出率高、灵敏度高、检测效率高、节约时间，分辨率高即密集缺陷容易区分的优点。

Description

转子钎焊质量检测专用的探头工装
技术领域
本发明涉及钎焊质量的检测所用的专用探头工装，特别适用于电机转子端环钎焊质量的检测。
背景技术
钎焊接头是在一定的条件下，液态钎料自行流入固态母材之间的间隙，并依靠毛细作用保持在间隙内并渗透进母材,经冷却后，钎料凝固而形成钎焊接头。
转子铜条与铜端环的焊接是制造鼠笼型转子的关键工序，铜鼠笼转子的质量取决于端环与转子铜条的焊接质量，钎焊接头对电机的起动性能和运行性能影响很大，良好的焊接质量能保证转子铜条与端环间的接触面积，使其焊缝电阻小，并具有足够的机械强度。否则，若出现焊缝未钎透、夹渣、气孔和裂纹等缺陷会使转子电阻增大和不平衡度增加，导致损耗增加，效率降低，起动转矩和最小转矩降低，转差率增大及温升增高，影响电机的性能参数。
快速诊断电机转子制造过程中以及转子的整个寿命周期内，转子铜条与铜端环的钎焊质量，具有重要的意义。
目前的技术是使用双晶直探头来检查转子铜条与铜端环之间的钎焊质量情况。由于钎焊母材（铜）晶粒粗大、声衰减也很大，声能量在钎焊面（或其他粗晶粒）的反射以及散射使得传统双晶直探头的声能密度较低，接收到的回波信号较弱，甚至淹没在强背景噪声中无法识别；二是虽然用于钎焊的两种母材的接合面在钎焊前加工的是平面，但是钎焊后由于钎料的在两边母材的渗透，实际的钎焊面不是一个理想的平面，而是一个有一定深度和面积的钎焊接合面，同一个钎焊接合面的不同位置其钎焊材料渗入母材的程度（深度）也不同，由于传统双晶直探头的焦点是固定的，在检查理想的平面可以发挥很好的作用，但实际运用在检查转子铜条与端环之间的钎焊质量情况时，由于钎焊接合面有一定的厚度，不是一个平面，检查效果不尽人意，因此传统双晶直探头的应用有一定的局限性。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供一种转子钎焊质量检测专用的探头工装，提高了检查转子铜条与铜端环之间的钎焊质量的精度，对于快速诊断电机转子制造过程中以及转子的整个寿命周期内，转子铜条与铜端环的钎焊质量，具有重要的意义。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是一种转子钎焊质量检测专用的探头工装，创新在于：包括传感器、上滚轮、下滚轮、下滚轮支架和传感器支架，传感器、上滚轮和下滚轮支架均与传感器支架装连，下滚轮装连在下滚轮支架上；所述传感器包括检测探头和楔块，所述检测探头包括两个分别控制的a*b阵元的相控阵检测探头，两个相控阵检测探头分别对称固定在楔块上，且两个相控阵检测探头的中心线的夹角为10-40度；所述楔块上有耦合剂通道及耦合剂输入接口。
所述传感器支架侧面设有第一腰型孔，所述楔块上设有与传感器支架侧面设有的第一腰型孔相对应的楔块螺纹孔。
所述传感器支架的底面设有安装上滚轮的上滚轮螺纹孔。
所述下滚轮通过螺丝与下滚轮支架连接。下滚轮支架通过螺栓与传感器支架连接。
所述下滚轮支架上设有第二腰型孔，传感器支架正面设有用于安装下滚轮支架的螺纹孔。
所述检测探头包括两个分别控制的8*8阵元的相控阵检测探头，且两个相控阵检测探头的中心线的夹角为15度。
采用本发明的转子钎焊质量检测专用的探头工装后，上滚轮、下滚轮可以把这套检测系统的自重支撑在待检的铜端环上，使检测更轻松。通过上滚轮、下滚轮在铜端环外圆上的滚动，就可以完成整个铜端环的检验，而不需要在检测过程中转动沉重的转子本身。楔块上有耦合剂通道及耦合剂输入接口, 在检测时可以根据需要随时补充适量的耦合剂。a*b阵元的相控阵检测探头及与其配合的能使两个相控阵检测探头分别对称固定的楔块，且两个相控阵检测探头的中心线的夹角为10-40度；这样楔块就相当于无数个不同大小晶片、声速角度和声速焦点的一系列普通直探头和斜探头的组合，解决了传统双晶直探头的局限性问题，并能使缺陷显示直观便于评估、缺陷检出率高即灵敏度高、检测效率高即节约时间，分辨率高和密集缺陷容易区分。
附图说明
图1是本发明一种转子钎焊质量检测专用的探头工装的结构示意图；
图2是图1的右视图 ；
图3是图1中具有探头的楔块的结构示意图；
图4是图3的俯视图。
具体实施方式
以下结合具体的实施例对本发明的转子钎焊质量检测专用的探头工装作进一步详细说明。
参见图1、2、3、4，一种转子钎焊质量检测专用的探头工装，创新在于：包括传感器7、上滚轮3、下滚轮4、下滚轮支架5和传感器支架6，传感器7、上滚轮3和下滚轮支架5均与传感器支架6装连，下滚轮4装连在下滚轮支架5上；所述传感器7包括检测探头1和楔块2，所述检测探头1包括两个分别控制的a*b阵元的相控阵检测探头1，所述a和b为6～128的自然数，两个相控阵检测探头1分别对称固定在楔块2上，且两个相控阵检测探头1的中心线的夹角为10-40度。本实施例采用两个分别控制的8*8阵元的相控阵检测探头1，且两个相控阵检测探头1的中心线的夹角为15度；所述楔块2上有耦合剂通道2-1及耦合剂输入接口2-2。
如图2所示，所述传感器支架6侧面设有第一腰型孔6-1，所述楔块2上设有与传感器支架6侧面设有的第一腰型孔6-1相对应的楔块螺纹孔2-3。具有探头1的楔块2通过第一腰型孔6-1用螺丝连接在传感器支架6上，第一腰型孔6-1配合螺丝调整楔块2的上下位置，松开第一腰型孔6-1上的固定螺丝，可以上拉或者下推固定有探头1的楔块2，用于调节探头1与传感器支架6间的相对位置。用于检测被测件的不同位置。
如图1所示，所述传感器支架6的底面设有安装上滚轮3的上滚轮螺纹孔6-2。上滚轮3通过上滚轮螺纹孔6-2连接到传感器支架6上，上滚轮3与传感器支架6之间位置是相对固定的，不可调节。
如图1所示，所述下滚轮4通过螺丝与下滚轮支架5连接，下滚轮4与下滚轮支架5之间位置是相对固定的，不可调节。
如图1所示，所述下滚轮支架5上设有第二腰型孔5-1，传感器支架6正面设有用于安装下滚轮支架5的螺纹孔。 下滚轮支架5通过螺栓和第二腰型孔5-1与传感器支架6连接，下滚轮支架5与传感器支架6相对位置是可以调节的，松开固定螺栓，可以上下拉或者推下滚轮支架5，用于调节上、下滚轮间距离适用于不同宽度的转子铜条与铜端环。
具体应用：某A型地铁牵引电机转子铜条8与铜端环9焊接质量检测案例，转子铜条8与铜端环9通过硬钎焊的方式焊接到一起。将待检的转子放到检测工作台上：
①将图2所示的上滚轮3架到电机铜端环9的外圆面上，通过调节下滚轮支架5，使下滚轮4贴在电机铜端环9的内圆面上；
② 调节如图2所示的传感器7的位置，松开第一腰型孔6-1上的固定螺丝，可以上拉或者下推固定有探头1的楔块2，使检测探头1的侧面轮廓大致与转子铜条8的上端面平齐，然后紧固螺丝固定检测探头1与传感器支架6间的相对位置；
③ 通过如图2、3所示耦合剂输入接口2-2向楔块2和铜端环9的外端面注入适量的耦合剂，检测过程中也可以注入耦合剂。所述耦合剂可以排除传感器7的楔块2与检测面之间的空气，所述检测面即探头楔块2与铜端环9外表面（端面）的接触面，也就是超声波从楔块2到铜端环9外表面的入射面。超声波从铜端环9外表面入射到钎焊面，需要穿过铜端环9的厚度，让超声波能量能够传到待检的工件内部。超声波不能在空气中传播；
④ 手按住图1所示传感器7，沿铜端环9圆周方向顺时针或逆时针方向滚动滚轮，移动检测探头1相对于需要检测的钎焊位置，即可对焊接面进行探伤检测。
采用本发明的转子钎焊质量检测专用的探头工装后，上滚轮3、下滚轮4可以把这套检测系统的自重支撑在待检的铜端环9上，使检测更轻松。通过上滚轮3、下滚轮4在铜端环9外圆上的滚动，就可以完成整个铜端环9的检验，而不需要在检测过程中转动沉重的转子本身。楔块2上有耦合剂通道2-1及耦合剂输入接口2-2, 在检测时可以根据需要随时补充适量的耦合剂。8*8阵元的相控阵检测探头1及与其配合的能使两个相控阵检测探头1分别对称固定的楔块2，且两个相控阵检测探头1的中心线的夹角为15度；这样楔块2就相当于无数个不同大小晶片、声速角度和声速焦点的一系列普通直探头和斜探头的组合，解决了传统双晶直探头的局限性问题，并能使缺陷显示直观便于评估、缺陷检出率高即灵敏度高、检测效率高、节约时间，分辨率高和密集缺陷容易区分。

Claims (6)

1.一种转子钎焊质量检测专用的探头工装，特征在于：包括传感器（7）、上滚轮（3）、下滚轮（4）、下滚轮支架（5）和传感器支架（6），传感器（7）、上滚轮（3）和下滚轮支架（5）均与传感器支架（6）装连，下滚轮（4）装连在下滚轮支架（5）上；所述传感器（7）包括检测探头（1）和楔块（2），所述检测探头（1）包括两个分别控制的a*b阵元的相控阵检测探头（1），两个相控阵检测探头（1）分别对称固定在楔块（2）上，且两个相控阵检测探头（1）的中心线的夹角为 10-40度；所述楔块（2）上有耦合剂通道（2-1）及耦合剂输入接口（2-2）。
2.根据权利要求1所述的转子钎焊质量检测专用的探头工装，其特征在于：所述传感器支架（6）侧面设有第一腰型孔（6-1），所述楔块（2）上设有与传感器支架（6）侧面设有的第一腰型孔（6-1）相对应的楔块螺纹孔（2-3）。
3.根据权利要求1所述的转子钎焊质量检测专用的探头工装，其特征在于：所述传感器支架（6）的底面设有安装上滚轮（3）的上滚轮螺纹孔（6-2）。
4.根据权利要求1所述的转子钎焊质量检测专用的探头工装，其特征在于：所述下滚轮（4）通过螺丝与下滚轮支架（5）连接，下滚轮支架（5）通过螺栓与传感器支架（6）连接。
5.根据权利要求4所述的转子钎焊质量检测专用的探头工装，其特征在于：所述下滚轮支架（5）上设有第二腰型孔（5-1），传感器支架（6）正面设有用于安装下滚轮支架（5）的螺纹孔。
6.根据权利要求1所述的转子钎焊质量检测专用的探头工装，其特征在于：所述检测探头（1）包括两个分别控制的8*8阵元的相控阵检测探头（1），且两个相控阵检测探头（1）的中心线的夹角为15度。
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