CN104501750A - 一种超声相控阵测量u肋焊缝熔深的方法 - Google Patents

一种超声相控阵测量u肋焊缝熔深的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN104501750A
CN104501750A CN201410775173.0A CN201410775173A CN104501750A CN 104501750 A CN104501750 A CN 104501750A CN 201410775173 A CN201410775173 A CN 201410775173A CN 104501750 A CN104501750 A CN 104501750A
Authority
CN
China
Prior art keywords
rib
probe
phased array
penetration
distance
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201410775173.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104501750B (zh
Inventor
裴雪峰
田建滨
车平
李军平
伍方明
薛长利
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China Railway Baoji Bridge Group Co Ltd
Original Assignee
China Railway Baoji Bridge Group Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China Railway Baoji Bridge Group Co Ltd filed Critical China Railway Baoji Bridge Group Co Ltd
Priority to CN201410775173.0A priority Critical patent/CN104501750B/zh
Publication of CN104501750A publication Critical patent/CN104501750A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104501750B publication Critical patent/CN104501750B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B17/00Measuring arrangements characterised by the use of subsonic, sonic or ultrasonic vibrations

Abstract

<b/>一种超声相控阵测量U肋焊缝熔深的方法,其利用一个超声波探头扫查焊缝,依据超声波声学特性,根据U肋焊缝熔深处的回波信号的入射角度、声程及板厚计算出探头距离焊缝熔深处的水平距离,测量出此时探头离U肋板的距离后,减去探头前沿值精确地得出U肋焊缝熔深数值。本发明方法读数直观、准确率高、实用性强,可以满足钢桥梁板单元U肋焊缝熔深的测量。

Description

一种超声相控阵测量U肋焊缝熔深的方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种桥面板U型肋角焊缝熔深的超声波相控阵检测方法,可以满足钢桥梁板单元U肋焊缝熔深的测量,属于钢桥梁制造领域。
背景技术
[0002] 正交异性钢桥面板直接承受轮载作用时,U肋与面板之间会发生较大的面外变形。由于面板与U肋的板厚相对较小,面外变形在U肋与面板的连接焊缝处会引起较高的局部弯曲应力。焊缝频繁承受较大的弯曲拉应力,就会产生疲劳裂纹,据统计U肋与桥面板焊缝处疲劳裂纹占钢桥面损伤的18.9%,所以U肋角焊缝是影响正交异性钢桥面板疲劳性能最为重要的因素之一。
[0003] —般钢桥面板U肋厚度为8mm,设计熔透深度要求大于80%,未焊透不大于1.6mm,又不焊漏,见图1。通常情况下,U肋焊缝采用磁粉检测,受检测方法所限,只能对U肋焊缝表面和近表面焊接缺陷做出判断,而焊缝熔深没有办法检测。
针对U肋角焊缝熔深检测存在的情况,进行超声波相控阵检测试验,通过制作模拟试件,将检测数据和实际的切片数据相对比,指导进行超声波相控阵检测。
发明内容
[0004] 本发明的目的在于开发一种U肋焊缝超声波相控阵熔深检测方法、熔深效验试块、检测定位样板,实现U肋焊缝熔深检测及控制焊接熔深。
一种超声相控阵测量U肋焊缝熔深的方法,其利用一个超声波探头扫查焊缝,依据超声波声学特性,根据U肋焊缝熔深处的回波信号的入射角度、声程及板厚计算出探头距离焊缝熔深处的水平距离,测量出此时探头离U肋板的距离后,减去探头前沿值精确地得出U肋焊缝熔深数值。
[0005] 所述超声波探头为相控阵探头,并且扫查按照扇形扫查进行,扇形的入射角度为30° ~80°,角度步进最小为每隔0.1°进行激发;通过相控阵分析软件测量得出熔深反射信号的时间、声程、水平距离、深度的数据,最后通过对相控阵探头的放置位置尺寸,测量出U肋焊缝的实际熔深值。
[0006] 采用专用的定位样块确定探头距U肋板的距离并使探头在检测过程中位置固定,所述定位样块为“7”字形,且外侧具有两个直角边用于确定探头距U肋板的距离,内侧两个边与U肋板夹角吻合使探头在检测过程中位置固定。
[0007] 优先推荐的探头入射角度35° ~55°,角度步进设置为0.1°。
[0008] 进行工件的熔深检测前还进行检测系统的效验,并且按照如下方法进行:
第一步:水平距离调校试块
①制作试块:采用与U肋焊缝底板同材质、同厚度的材料加工试块;
②效验方法:仪器检测参数设置好后,相控阵探头每隔1_且不少于3点,对试块线切割槽进行检测,采集数据图像后在相控阵数据分析中测量出水平距离的值,与探头放置的水平距离值相一致;
第二步:U肋焊缝熔深效验
①采用与U肋焊缝底板同材质材料制作效验试块;
②效验方法
确定探头到U肋板的距离后,选择使用相应的定位样板,检测U肋焊缝熔深试块,采集数据图像后在相控阵数据分析中测量熔深值,应与试块值一致。
[0009] 本发明提供的一种桥面板U型肋角焊缝熔深的超声波相控阵检测方法,其读数直观、准确率高、实用性强,可以满足钢桥梁板单元U肋焊缝熔深的测量。
附图说明
[0010] 图1 U肋焊缝示意图;
图2方案原理示意图;
图3测量示意图;
图4 U肋检测定位样块示意图;
图5水平距离调校试块及方法演示图;
图6为图5中A部放大图;
图7效验试块不意图。
具体实施方式
[0011] 1、设计方案原理
依据超声波声学特性,根据U肋焊缝熔深处的回波信号的入射角度、声程及板厚可计算出探头2距离焊缝熔深处的水平距离,测量出此时探头离U肋板I的距离后,减去探头前沿值可精确地得出U肋焊缝熔深数值,见图2。
[0012] 相控阵探头的激发原则为一个扇形扫查,扇形的入射角度可为30° ~80°,角度步进最小可为每隔0.1°进行激发。熔深反射信号的时间、声程、水平距离、深度的数据能通过相控阵分析软件测量得出,通过对相控阵探头的放置位置尺寸,可测量出U肋焊缝的实际熔深值,见图3。
[0013] 2、探头定位装置
本检测方法探头距U肋板的距离直接影响到检测精度,因U肋板与底板存在夹角且有焊缝的阻碍,探头距U肋板的距离很难进行测量,因此需要制作专用的定位样块3以确定探头距U肋板的距离并使探头在检测过程中位置固定,见图4。
[0014] 3、扇形角度范围的选择
入射角度越大声程就越大,误差也会随之增大。角度过小时,声程变小,水平距离也小相控阵探头就会因焊缝的尺寸阻挡无法将相控阵探头放到位置,角度选择能覆盖焊缝即可,推荐35° ~55°,角度步进设置为0.1°。
[0015] 4、检测系统的效验
4.1水平距离调校试块及方法
①试块:采用与U肋焊缝底板同材质、同厚度(16mm)的材料加工,线切割定位槽型的对比试块见图5、图6 ②效验方法
仪器检测参数设置好后,相控阵探头每隔Imm且不少于3点,对试块线切割槽进行检测,采集数据图像后在相控阵数据分析中测量出水平距离的值,应与探头放置的水平距离值相一致。
[0016] 4.2 U肋焊缝熔深效验
①采用与U肋焊缝底板同材质材料制作效验试块。
[0017] ②效验方法
确定探头到U肋板的距离后,选择使用相应的定位样板,检测U肋焊缝熔深试块,采集数据图像后在相控阵数据分析中测量熔深值,应与试块值一致,见图7。
[0018] 相控阵检测参数经效验合格后方可进行工件的熔深检测。
[0019] 经过实际实验,本超声波相控阵U肋焊缝熔深测量方法的实施效果如下:
①解决了目前无法准确测量U肋焊缝熔深的问题;
②开发了一种U肋焊缝超声波相控阵熔深的测定方法,有效控制了焊缝质量。
[0020] ③与编码器同时使用时可对U肋焊缝进行连续的C扫描检测,大大提高检测效率。
[0021] ④超声波相控阵U肋焊缝检测数据以图像形式显示,直观,易分辨,熔深测量通过计算机软件进行,降低了人为因素引起的测量误差。
[0022] ⑤检测数据以数字化的模式存档保存,可随时调用查看。
[0023] ⑥通过对U肋焊缝进行超声检测,对焊工的工作状态起到一定督促威慑作用。

Claims (5)

1.一种超声相控阵测量U肋焊缝熔深的方法,其特征是利用一个超声波探头扫查焊缝,依据超声波声学特性,根据U肋焊缝熔深处的回波信号的入射角度、声程及板厚计算出探头距离焊缝熔深处的水平距离,测量出此时探头离U肋板的距离后,减去探头前沿值精确地得出U肋焊缝熔深数值。
2.根据权利要求1所述的超声相控阵测量U肋焊缝熔深的方法,其特征是超声波探头为相控阵探头,并且扫查按照扇形扫查进行,扇形的入射角度为30° ~80°,角度步进最小为每隔0.1°进行激发;通过相控阵分析软件测量得出熔深反射信号的时间、声程、水平距离、深度的数据,最后通过对相控阵探头的放置位置尺寸,测量出U肋焊缝的实际熔深值。
3.根据权利要求1或2所述的超声相控阵测量U肋焊缝熔深的方法,其特征是采用专用的定位样块确定探头距U肋板的距离并使探头在检测过程中位置固定,所述定位样块为“ 7 ”字形,且外侧具有两个直角边用于确定探头距U肋板的距离,内侧两个边与U肋板夹角吻合使探头在检测过程中位置固定。
4.根据权利要求2所述的超声相控阵测量U肋焊缝熔深的方法,其特征是探头入射角度35° ~55°,角度步进设置为0.1°。
5.根据权利要求3所述的超声相控阵测量U肋焊缝熔深的方法,其特征是进行工件的熔深检测前还进行检测系统的效验,并且按照如下方法进行: 第一步:水平距离调校试块 ①制作试块:采用与U肋焊缝底板同材质、同厚度的材料加工试块; ②效验方法:仪器检测参数设置好后,相控阵探头每隔1_且不少于3点,对试块线切割槽进行检测,采集数据图像后在相控阵数据分析中测量出水平距离的值,与探头放置的水平距离值相一致; 第二步:U肋焊缝熔深效验 ①采用与U肋焊缝底板同材质材料制作效验试块; ②效验方法 确定探头到U肋板的距离后,选择使用相应的定位样板,检测U肋焊缝熔深试块,采集数据图像后在相控阵数据分析中测量熔深值,应与试块值一致。
CN201410775173.0A 2014-12-16 2014-12-16 一种超声相控阵测量u肋焊缝熔深的方法 Active CN104501750B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410775173.0A CN104501750B (zh) 2014-12-16 2014-12-16 一种超声相控阵测量u肋焊缝熔深的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410775173.0A CN104501750B (zh) 2014-12-16 2014-12-16 一种超声相控阵测量u肋焊缝熔深的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104501750A true CN104501750A (zh) 2015-04-08
CN104501750B CN104501750B (zh) 2018-01-02

Family

ID=52943176

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410775173.0A Active CN104501750B (zh) 2014-12-16 2014-12-16 一种超声相控阵测量u肋焊缝熔深的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104501750B (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106568843A (zh) * 2016-10-18 2017-04-19 武船重型工程股份有限公司 一种用于u肋双侧角焊缝的超声相控阵检测方法
CN108672893A (zh) * 2018-05-21 2018-10-19 天津工业大学 一种非对称角焊缝熔透形态及熔深的控制方法
CN108956776A (zh) * 2018-06-22 2018-12-07 中铁大桥科学研究院有限公司 U肋全熔透角焊缝缺陷的超声波相控阵检测方法及系统
CN110666290A (zh) * 2019-10-28 2020-01-10 中铁山桥集团有限公司 一种u形肋角焊缝全熔透焊接方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007101329A (ja) * 2005-10-04 2007-04-19 Chuo Motor Wheel Co Ltd 溶接部溶け込み深さ探査方法及び溶接部溶け込み深さ探査装置
JP2008151763A (ja) * 2006-11-20 2008-07-03 Toyota Motor Corp 溶接部測定方法及び溶接部測定装置
JP2010014554A (ja) * 2008-07-03 2010-01-21 Toyota Motor Corp 溶接溶け込み深さ評価方法
CN102721742A (zh) * 2012-06-21 2012-10-10 中铁宝桥(扬州)有限公司 一种钢桥梁板单元u肋角焊缝的超声探伤方法
CN103293224A (zh) * 2013-05-08 2013-09-11 江苏法尔胜材料分析测试有限公司 一种钢箱梁u肋角焊缝的超声相控阵检测方法
CN103822974A (zh) * 2014-03-12 2014-05-28 成都信息工程学院 超声测熔深检测系统
JP2014174012A (ja) * 2013-03-08 2014-09-22 Nippon Steel & Sumitomo Metal 測定装置、測定方法、プログラム及び記憶媒体

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007101329A (ja) * 2005-10-04 2007-04-19 Chuo Motor Wheel Co Ltd 溶接部溶け込み深さ探査方法及び溶接部溶け込み深さ探査装置
JP2008151763A (ja) * 2006-11-20 2008-07-03 Toyota Motor Corp 溶接部測定方法及び溶接部測定装置
JP2010014554A (ja) * 2008-07-03 2010-01-21 Toyota Motor Corp 溶接溶け込み深さ評価方法
CN102721742A (zh) * 2012-06-21 2012-10-10 中铁宝桥(扬州)有限公司 一种钢桥梁板单元u肋角焊缝的超声探伤方法
JP2014174012A (ja) * 2013-03-08 2014-09-22 Nippon Steel & Sumitomo Metal 測定装置、測定方法、プログラム及び記憶媒体
CN103293224A (zh) * 2013-05-08 2013-09-11 江苏法尔胜材料分析测试有限公司 一种钢箱梁u肋角焊缝的超声相控阵检测方法
CN103822974A (zh) * 2014-03-12 2014-05-28 成都信息工程学院 超声测熔深检测系统

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
宋良贵: "《锅炉计算手册 下》", 31 October 1995, 辽宁科学技术出版社 *
缪泽军: "钢管节点相贯焊缝超声检测技术研究", 《无损探伤》 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106568843A (zh) * 2016-10-18 2017-04-19 武船重型工程股份有限公司 一种用于u肋双侧角焊缝的超声相控阵检测方法
CN108672893A (zh) * 2018-05-21 2018-10-19 天津工业大学 一种非对称角焊缝熔透形态及熔深的控制方法
CN108956776A (zh) * 2018-06-22 2018-12-07 中铁大桥科学研究院有限公司 U肋全熔透角焊缝缺陷的超声波相控阵检测方法及系统
CN110666290A (zh) * 2019-10-28 2020-01-10 中铁山桥集团有限公司 一种u形肋角焊缝全熔透焊接方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN104501750B (zh) 2018-01-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2016155403A1 (zh) 一种基于tofd和相控阵的超声波检测定位方法、装置
CN105021142B (zh) 一种激光搭接焊缝宽度的测量方法和所用装置
CN102435675B (zh) 不等厚板对接焊缝超声tofd技术检测方法
CN104501750A (zh) 一种超声相控阵测量u肋焊缝熔深的方法
BR0114581A (pt) Método para configurar um arranjo ordenado de transdutores em um aparelho de teste ultra-sÈnico e aparelho e método para detectar defeitos em uma costura de solda austenìtica
CN105973990B (zh) 一种基于几何关系的倾斜裂纹tofd定量检测方法
CN103115959A (zh) 一种奥氏体不锈钢薄板焊缝的超声波探伤方法
CN106770669B (zh) 基于多模式声束合成孔径聚焦的缺陷二维形貌成像检测方法
US8746069B2 (en) Devices and methods of ultrasound time of flight diffraction sensitivity demonstration
CN101441198A (zh) 一种风洞洞体结构对接焊缝超声波检测的方法
CN104359982A (zh) 一种薄板焊缝超声相控阵检测楔块的方法
CN203595688U (zh) 一种t型焊接接头tofd检测对比试块
KR20100124242A (ko) 위상배열 초음파 탐상을 위한 보정(대비)시험편 및 보정절차
US20180259489A1 (en) Phased array probe and method for testing a spot-weld
JP2006138672A (ja) 超音波検査方法及び装置
CN105738017B (zh) 元素含量影响超声波评价金属材料表层应力的修正方法
CN103323528B (zh) 一种复杂结构焊缝超声检测有效覆盖区域检测方法
CN104111286A (zh) 一种用于超声波焊点检测的波速及厚度校准方法
KR101163549B1 (ko) 위상배열 초음파 탐상용 기본 보정시험편
CN203117167U (zh) 公路钢桥用超声波检测装置
CN104713949B (zh) 一种针对钢筋全熔透焊缝的超声波检测方法
RU2651431C1 (ru) Способ промышленной ультразвуковой диагностики вертикально ориентированных дефектов призматической металлопродукции и устройство для его осуществления
JP2014106130A (ja) 超音波検査方法及び超音波検査装置
KR20100124238A (ko) 위상배열 초음파 탐상을 위한 보정(대비)시험편 및 보정절차
CN104075645B (zh) 单斜探头声束轴线水平偏离角检具及其检测方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant