CN105301019A - 一种用于环形工件周向焊缝曝光射线检测的装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一用于环形工件周向焊缝曝光射线检测的装置，构成包括装置架、安装在装置架上的X射线发射对准装置和工件放置台，装置架的构成主要包括固定在底座架上的门型架、通过导轨副安装于门型架上的升降机架、驱动升降机架上下移动的电机传动机构、安装在升降机架上的承挂横梁和上端安装在承挂横梁上的下伸杆架；X射线发射对准装置由X射线管和位于X射线管下方的红外线对准器构成，红外线对准器设计有不少于4个的红外线发射器，其中不少于3个位于红外线发射器本体同一水平面不同的半径方向，一个位于垂直于水平面的红外线发射器本体中轴线上；所述工件放置台设计有中心标记和用于安装工件标记。本发明具有检测精度高、效率高的优点。

Description

一种用于环形工件周向焊缝曝光射线检测的装置

技术领域

本发明涉及工件焊缝检测技术领域，具体涉及对环形工件周向焊缝采用周向射线机检测使用的一种装置。

背景技术

许多环形工件的生产过程中基本都会使用到焊接工艺，例如化工行业中使用的大型压力容器，航空发动机领域中使用的机匣等。焊缝的质量关系到工件的使用寿命以及使用过程中的安全性能，因此，为了保证产品质量，焊缝质量检测是环形工件质量检测中必须进行严格检测的项目之一。焊缝一般都是采用无损检测方法进行检测。

目前最常用的焊缝无损检测方法为射线探伤法，应用较广泛的射线探伤法是利用X射线或者γ射线源发出的贯穿辐射射线穿透焊缝后使胶片感光，使焊缝中的缺陷影像显示在经过处理后的射线照相底片上。该方法主要用于发现焊缝内部气孔、夹渣、裂纹及未焊透等缺陷。目前，用于焊缝检测的X射线机主要有定向X射线机和周向X射线机两种，在对环形工件焊缝检测过程中，采用周向X射线机可以一次完成整条环形焊缝的检测，检测效率以及检测效果都远远高于采用定向X射线机检测，因此，采用周向X射线机检测环形工件焊缝是目前应用最多的方法。采用该方法时，需要把射线机放置于环形工件的中轴线上，射线机严格沿中轴线移动使射线机焦点位于检测的最佳位置。在这个过程中，凭借肉眼观测以及普通的测量很难保证射线机准确位于工件中轴线上并最终处于检测需要的最佳位置。由于上述情况的出现，导致射线机焦点到焊缝上各点的距离不一致，最终检验得到的底片黑度也就不一致。甚至由于射线机焦点偏离检测最佳位置，导致一些危害性缺陷无法检出，导致安全事故。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，设计一种用于环形工件周向焊缝曝光射线检测的装置，以提高焊缝检测的精度和可靠性，同时提高检测效率和降低焊缝检测成本。

本发明提供的用于环形工件周向焊缝曝光射线检测的装置，包括装置架、安装在装置架上的X射线发射对准装置和和工件放置台，所述装置架的构成包括，固定在底座架上的门型架、通过导轨副安装于门型架上的升降机架、驱动升降机架上下移动的电机传动机构、安装在升降机架上的承挂横梁和上端安装在承挂横梁上的下伸杆架，底座架上设计有使装置架可在地面上移动的移动机构；所述X射线发射对准装置由X射线管和位于X射线管下方的红外线对准器构成，X射线管的下部管头伸入到红外线对准器中央腔室内，使位于下部管头上的X射线发射窗口与对准工件周向焊缝的红外线发射器处于相同位置地固定安装在一起，所述红外线对准器设计有不少于4个的红外线发射器，其中不少于3个位于红外线发射器本体同一水平面不同的半径方向，用于对准工件周向焊缝，一个位于垂直于水平面的红外线发射器本体中轴线上，用于对准位于下方的工件放置台中心；所述工件放置台设计有中心标记和用于调整工件中心轴线与工件放置台中心重合的工件安装调整标记。

在本发明的上述技术方案中，所述装置架还设计有驱动机架升降的手柄机构，通过手动对红外线对准器中用于对准工件周向焊缝的红外线发射器的位置进行调整，以确保从X射线管下部管头上的X射线发射窗口发出的X射线，其聚焦点位于工件周向焊缝上。为了便于进行调整，最好在装置架的门型架上和升降机架上设计有上下位移标记。

在本发明的上述技术方案中，所述下伸杆架要有足够的长度，使安装于其下端的红外线对准器中位于水平面内的红外线发射器到达待检测焊缝位置。所述下伸杆架可设计成“L”型结构下伸杆架，可调整安装位置地安装在承挂横梁上，以适应不同直径的环形工件。

在本发明的上述技术方案中，所述红外线对准器优先考虑设计5个红外线发射器，其中4个位于红外线发射器本体同一水平面相互垂直两直径的4个半径方向上，即位于垂直于红外线发射器中轴线同一平面相互垂直的两直径4个半径方向上，一个位于红外线对准器本体中轴线上，即位于垂直于水平面的红外线对准器的中轴线上。

在本发明的上述技术方案中，底座架上还设计有使装置架可在地面上移动的机构，以保证除工件放置台外的整个系统在水平面方向上任意移动，方便调整射线管位置刚好处于工件中轴线上。可使装置架在地面上移动的机构，具体可采用滚轮机构，将4个滚轮机构安装在底座架上。为了使射线管位置调整到位后保持不变，装置架最好设计有与移动机构配合使用锁紧固定机构。

在本发明的上述技术方案中，为了使工件放置台的中心突出明显，可将工件放置台的中心标记设计为“十”型标记。工件放置台结构可考虑设计为梅花型结构，优先考虑设计为“十”梅花型结构，以减少工件放置台的用材量，降低工件放置台的重量；梅花型结构的工件放置台，最好每个花瓣沿径向方向都设置有带刻度的标尺，以便于调整工件中心轴线与工件放置台中心重合。

在本发明的上述技术方案中，所述工件放置台最好还设计有调整放置台平面水平度的微调机构，配以水平尺调整放置台平面的水平度，以保证安装在工件放置台上的环形工件的轴线垂直于地面。

本发明提供的用于环形工件周向焊缝曝光射线检测的装置，与现有技术相比具有以下十分突出的有益技术效果：

1、采用本发明提供的装置对环形工件周向焊缝进行曝光射线检测，能够简捷、、快速地找到工件中轴线的位置，使曝光射线的焦点位于待检测焊缝的最佳位置，大大提高了检测效率，也避免了因检测失败导致的再次检测，降低了检测的成本。

2、本发明提供的用于环形工件周向焊缝曝光射线检测的装置，特别适用于航空机匣电子束焊接焊缝的检测。该类零件检测精度要求极高，未采用本发明所述装置之前，该类焊缝的周向X光检测无法保证检测结果的可靠性，采用本发明所述装置之后，通过多次对比试验，表明了本发明所述装置的检测精度完全达到要求。

附图说明

图1为本发明所述环形工件周向X光机检测用夹具的立体结构示意图。

图2为本发明所述环形工件周向X光机检测用夹具的正视结构示意图。

图3-1是工件放置台的俯视结构示意图。

图3-2是工件放置台中心部位放大结构示意图。

图4是X射线管与红外线对准器装配结构示意图。

图5是红外线对准器的结构示意图。

图6是X射线管结构示意图。

上述附图中各图示标号标识的对象分别为：1—工件放置台；2—红外线对准器；3—下伸杆架；4—升降机架；5—门架；6—X射线管；7—红外线发射器；8—X射线发射窗口；9—电机传动机构；10—移动机构。

具体实施方式

以下通过实施例对本发明所述的用于环形工件周向焊缝曝光射线检测的装置的结构与使用进一步说明。

本实施例所述的用于环形工件周向焊缝曝光射线检测的装置，其结构如图1至6所示，构成包括包括装置架、安装在装置架上的X射线发射对准装置和和工件放置台1，所述装置架的构成包括，固定在底座架上的门型架5、通过导轨副安装于门型架上的升降机架4、驱动升降机架上下移动的电机传动机构9、驱动升降机架上下移动微调的手柄机构、安装在升降机架上的承挂横梁、上端安装在承挂横梁上的“L”型结构下伸杆架3、设置在底座架上带有锁紧固定机构的4个万向轮移动机构10，门型架和升降机架上设计有上下位移标记，承挂横梁可水平轴向移动地安装升降机架上，以适应不同直径的环形构件；所述X射线发射对准装置由X射线管6和位于X射线管下方的红外线对准器2构成，X射线管的下部管头伸入到红外线对准器中央腔室内，使位于下部管头上的X射线发射窗口8与对准工件周向焊缝的红外线发射器7处于相同位置，通过螺纹副将两者固定安装在一起；所述红外线对准器设计有5个的红外线发射器7，其中4个位于红外线发射器本体同一水平面相互垂直两直径的4个半径方向上，用于对准工件周向焊缝，一个位于垂直于水平面的红外线发射器本体中轴线上，用于对准位于下方的工件放置台中心；所述工件放置台为“十”梅花型结构，设计有中心标记和用于调整工件中心轴线与工件放置台中心重合的工件安装调整标记，中心标记为“十”型标记，用于调整工件中心轴线与工件放置台中心重合的工件安装调整标记，为位于每个花瓣沿径向方向带刻度的标尺，在“十”梅花型工件放置台的4个花瓣端部设置有调整放置台平面水平度的微调机构，配以水平尺调整放置台平面的水平度，以保证安装在工件放置台上的环形工件的轴线垂直于地面。

采用本发明的用于环形工件周向焊缝曝光射线检测的装置对航空发动机机匣周向焊缝进行曝光射线检测，放置工件时，首先调整位于工件放置台4个花瓣端部的微调装置，配合水平尺调整放置台平面的水平度，确保台面完全水平。然后调整工件在台面上的位置，使工件底面与四条钢尺接触点处刻度值完全相同，这时刚好可以保证放置台圆心位于工件中轴线上。

把红外线对准器2通过螺纹副固定在X射线管6上，接通电源。利用装置架底座上的4个万向轮移动机构调整X射线发射对准装置的位置，使垂直于水平面的红外线发射器发射的红色光点与工件放置台上圆心处“十”字标识刚好重合，这时X射线管就刚好处于工件中轴线上。

操作安装在装置架上的电机传动机构以及手柄机构，使安装在下伸杆架3下部的X射线发射对准装置沿环形工件中轴线往下移动，当红外线对准器2上四个处于同一水平面上的红外线发射器7发出的四个红色光点全部落在环形工件焊缝上时停止操作。这时，X射线管6发出的射线焦点位置刚好与环形工件焊缝同在一个水平面且位于焊缝平面的圆心位置，记录下该位置对应的升降导轨上的刻度读数，读数记为Y(mm)。对于一般焊缝，X射线管6的焦点位置已满足检测要求，不用再调整即可进行检测工作。

对于一些特殊角度的焊缝，还需要调整X射线管6的焦点位置在垂直方向上偏离焊缝平面一定距离，该距离记为Z(mm)。此时可通过控制手柄调整X射线管上升或者下降，上升到刻度值为Y+Z(mm)或者下降到Y-Z(mm)时，即达到规定的偏移量，可以开始检测工作。

采用本发明的用于环形工件周向焊缝曝光射线检测的装置对航空发动机机匣周向焊缝进行曝光射线检测，通过多次实验验证，对于采用现有技术的检测装置没有检出的焊缝缺陷，在采用本发明所述装置后，都得到了有效检出。这极大提高了航空发动机机匣的安全性和可靠性。在极大提高检测可靠性的同时也大幅提升了工作效率。在应用过程中，基本不存在检测失败，也极大的降低了生产成本。

Claims (10)

1.一种用于环形工件周向焊缝曝光射线检测的装置，其特征在于，包括装置架、安装在装置架上的X射线发射对准装置和工件放置台(1)，所述装置架的构成包括，固定在底座架上的门型架(5)、通过导轨副安装于门型架上的升降机架(4)、驱动升降机架上下移动的电机传动机构(9)、安装在升降机架上的承挂横梁和上端安装在承挂横梁上的下伸杆架(3)，底座架上设计有使装置架可在地面上移动的移动机构(10)；所述X射线发射对准装置由X射线管(6)和位于X射线管下方的红外线对准器(2)构成，X射线管的下部管头伸入到红外线对准器中央腔室内，使位于下部管头上的X射线发射窗口(8)与对准工件周向焊缝的红外线发射器处于相同位置地固定安装在一起，所述红外线对准器设计有不少于4个的红外线发射器(7)，其中不少于3个位于红外线发射器本体同一水平面不同的半径方向，用于对准工件周向焊缝，一个位于垂直于水平面的红外线发射器本体中轴线上，用于对准位于下方的工件放置台中心；所述工件放置台设计有中心标记和用于调整工件中心轴线与工件放置台中心重合的工件安装调整标记。

2.根据权利要1所述的用于环形工件周向焊缝曝光射线检测的装置，其特征在于，所述装置架设计有驱动升降机架上下移动的手柄机构。

3.根据权利要2所述的用于环形工件周向焊缝曝光射线检测的装置，其特征在于，所述装置架的门型架上和升降机架上设计有升降位移标记。

4.根据权利要1所述的用于环形工件周向焊缝曝光射线检测的装置，其特征在于，所述装置架的底座架上设计有与移动机构配合使用锁紧固定机构。

5.根据权利要1所述的用于环形工件周向焊缝曝光射线检测的装置，其特征在于，所述移动机构为滚轮移动机构。

6.根据权利要1所述的用于环形工件周向焊缝曝光射线检测的装置，其特征在于，所述下伸杆架为“L”型结构下伸杆架，可调整安装位置地安装在承挂横梁上。

7.根据权利要1至6之一所述的用于环形工件周向焊缝曝光射线检测的装置，其特征在于，所述红外线对准器设计有5个红外线发射器，其中4个位于红外线发射器本体同一水平面相互垂直两直径的4个半径方向上，一个位于红外线对准器本体中轴线上。

8.根据权利要1至6之一所述的用于环形工件周向焊缝曝光射线检测的装置，其特征在于，工件放置台的所述中心标记为“十”标记。

9.根据权利要8所述的用于环形工件周向焊缝曝光射线检测的装置，其特征在于，所述工件放置台为“十”梅花型结构，用于调整工件中心轴线与工件放置台中心重合的工件安装调整标记，为位于每个花瓣沿径向方向设置带刻度的标尺。

10.根据权利要8所述的用于环形工件周向焊缝曝光射线检测的装置，其特征在于，工件放置台设计有调整放置台平面水平度的微调机构。