CN105911142A - 一种铝合金中空型材搅拌摩擦焊相控阵检测装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种铝合金中空型材搅拌摩擦焊相控阵检测装置及方法，其中检测装置包括相控阵设备、水浸式相控阵探头、连接线缆、水泵和水管，所述相控阵设备通过连接线缆与水浸式相控阵探头相连，所述水浸式相控阵探头通过水管与水泵相连，所述水浸式相控阵探头用于放置在待检工件上进行焊缝缺陷检测，所述水泵用于水浸式相控阵探头提供耦合用水；检测方法是采用水耦合的方法进行超声波与待检工件间的传导，使得探头的耦合用水不必与工件接触，实现准确高效的焊缝缺陷检测。有益效果：可以提高耦合效果，有效减少杂波，扫查速度快，经检测后能够有效保证焊缝的焊后质量，安全、可靠、实用，特别适用于薄板铝合金中空型材。

Description

一种铝合金中空型材搅拌摩擦焊相控阵检测装置及方法
技术领域
本发明涉及一种超声相控阵检测方法，特别是涉及一种铝合金中空型材搅拌摩擦焊相控阵检测装置及方法，属于型材缺陷检测技术领域。
背景技术
型材的搅拌摩擦焊，现已在铝合金轨道车辆中成熟应用，而对于搅拌摩擦焊焊缝的内部质量检测通常采用断面宏观金相进行检测，无法保证整条焊缝的内部质量，会造成漏检的情况发生。
另外，在使用传统非水浸式耦合探头对型材搅拌摩擦焊进行检测时，由于探头与待检工件接触，焊缝表面纹路使得耦合效果较差，探头捕获的信号通常很弱，直接导致无法准确地对焊缝缺陷进行识别，造成误判等情况发生。
因此亟待一种准确高效的检测装置及检测方法以对铝合金中空型材搅拌摩擦焊焊缝进行内部缺陷检测。
发明内容
本发明的主要目的在于，克服现有技术中的不足，提供一种铝合金中空型材搅拌摩擦焊相控阵检测装置及方法，实现准确高效的焊缝缺陷检测，耦合效果好，杂波大幅减少，扫查速度快，经检测后能够有效保证焊缝的焊后质量，安全、可靠、实用，特别适用于薄板铝合金中空型材，且具有产业上的利用价值。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种铝合金中空型材搅拌摩擦焊相控阵检测装置，包括相控阵设备、水浸式相控阵探头、连接线缆、水泵和水管，所述相控阵设备通过连接线缆与水浸式相控阵探头相连，所述水浸式相控阵探头通过水管与水泵相连，所述水浸式相控阵探头用于放置在待检工件上进行焊缝缺陷检测，所述水泵用于为水浸式相控阵探头提供耦合用水。
本发明进一步设置为：还包括带有已知人工缺陷的对比试块，所述相控阵设备通过水浸式相控阵探头作用于对比试块进行已知人工缺陷检测后获得调校。
本发明进一步设置为：还包括用于显示焊缝缺陷检测结果的显示器。
本发明进一步设置为：所述相控阵设备采用型号为OLYMPUS OmniScan MX2的超声波探伤仪。
本发明进一步设置为：所述水浸式相控阵探头采用型号为OLYMPUS 5L64E-5B、楔块型号AB WX786-45°的水浸式超声相控阵探头。
本发明进一步设置为：所述待检工件为薄板铝合金中空型材，薄板铝合金中空型材具有外表面平整、无不良状况的搅拌摩擦焊接头。
本发明进一步设置为：所述不良状况包括凸起和异物。
本发明进一步设置为：所述薄板铝合金中空型材的板厚为4~6mm。
本发明还提供一种铝合金中空型材搅拌摩擦焊相控阵检测装置的检测方法，包括以下步骤：
1）选取带有已知人工缺陷的对比试块，准备铝合金中空型材作为待检工件；并对待检工件的搅拌摩擦焊焊缝两侧飞边进行打磨，使得焊缝表面平整、无凸起、无异物；
2）用连接电缆连接相控阵设备与水浸式相控阵探头，用水管连接水泵与水浸式相控阵探头，接着开启水泵及相控阵设备；并根据待检工件的板厚对相控阵设备进行工件参数设置；
3）打开水泵使耦合用水充满水浸式相控阵探头，将水浸式相控阵探头放置在对比试块上进行已知人工缺陷检测，经检测获得已知人工缺陷的声压dB值，并对相控阵设备进行调校以确认设备正常；
4）将水浸式相控阵探头转移放置在待检工件上开展扫查作业以进行焊缝缺陷检测；当发现焊缝缺陷时，将检测获得的焊缝缺陷的声压大小与已知人工缺陷的声压大小进行对比，进而获得焊缝缺陷的当量尺寸，并判定焊缝缺陷是否符合标准。
与现有技术相比，本发明具有的有益效果是：
1、本发明提供的相控阵检测装置，包括依次相连的相控阵设备、连接线缆、水浸式相控阵探头、水管和水泵，其中水浸式相控阵探头用于放置在待检工件上进行焊缝缺陷检测，水泵用于为水浸式相控阵探头提供耦合用水，可实现准确高效的焊缝缺陷检测，耦合效果好，杂波大幅减少，扫查速度快，经检测后能够有效保证焊缝的焊后质量，安全、可靠、实用，特别适用于薄板铝合金中空型材。
2、本发明提供的检测方法，采用水耦合的方法进行超声波与待检工件间的传导，使得探头的耦合用水不必与工件接触，能够快速、准确将搅拌摩擦焊焊缝中的缺陷扫查出来，并且具有灵敏度高、检出率高、显示效果直观等诸多优点；相比断面宏观金相方法能够检测出整条焊缝内部缺陷，大大保证焊缝质量。
上述内容仅是本发明技术方案的概述，为了更清楚的了解本发明的技术手段，下面结合附图对本发明作进一步的描述。
附图说明
图1为本发明一种铝合金中空型材搅拌摩擦焊相控阵检测装置的结构示意图；
图2为本发明一种铝合金中空型材搅拌摩擦焊相控阵检测装置中对比试块的结构示意图；
图3为本发明一种铝合金中空型材搅拌摩擦焊相控阵检测装置中待检工件的部分结构示意图。
具体实施方式
下面结合说明书附图，对本发明作进一步的说明。
如图1所示的一种铝合金中空型材搅拌摩擦焊相控阵检测装置，包括相控阵设备1、水浸式相控阵探头2、连接线缆3、水泵4和水管5，所述相控阵设备1通过连接线缆3与水浸式相控阵探头2相连，所述水浸式相控阵探头2通过水管5与水泵4相连，所述水浸式相控阵探头2用于放置在待检工件6上进行焊缝缺陷检测，所述水泵4用于为水浸式相控阵探头2提供耦合用水。
作为优选，所述相控阵设备1采用型号为OLYMPUS OmniScan MX2的超声波探伤仪，所述水浸式相控阵探头2采用型号为OLYMPUS 5L64E-5B、楔块型号AB WX786-45°的水浸式超声相控阵探头。
如图2所示，相控阵检测装置还包括带有已知人工缺陷的对比试块7，图2中示出有人工孔形缺陷71和搅拌摩擦焊接头72，对待检工件6进行检测前，相控阵设备1通过水浸式相控阵探头2作用于对比试块7进行已知人工缺陷检测后获得调校，可保证检测结果的准确性。
对检测获得的缺陷可通过显示器进行显示，便于将实际缺陷与人工缺陷进行对比，进而进行直观而快速地判定。
如图3所示，所述待检工件6为板厚为4~6mm的薄板铝合金中空型材，薄板铝合金中空型材具有外表面平整、无不良状况的搅拌摩擦焊接头，其中不良状况包括凸起和异物。
本发明还提供一种铝合金中空型材搅拌摩擦焊相控阵检测装置的检测方法，包括以下步骤：
1）选取带有已知人工缺陷的对比试块，准备铝合金中空型材作为待检工件；并对待检工件的搅拌摩擦焊焊缝两侧飞边进行打磨，使得焊缝表面平整、无凸起、无异物；
2）用连接电缆连接相控阵设备与水浸式相控阵探头，用水管连接水泵与水浸式相控阵探头，接着开启水泵及相控阵设备；并根据待检工件的板厚对相控阵设备进行工件参数设置；
3）打开水泵使耦合用水充满水浸式相控阵探头，将水浸式相控阵探头放置在对比试块上进行已知人工缺陷检测，经检测获得已知人工缺陷的声压dB值，并对相控阵设备进行调校以确认设备正常；
4）将水浸式相控阵探头转移放置在待检工件上开展扫查作业以进行焊缝缺陷检测；当发现焊缝缺陷时，将检测获得的焊缝缺陷的声压大小与已知人工缺陷的声压大小进行对比，进而获得焊缝缺陷的当量尺寸，并判定焊缝缺陷是否符合标准。
本发明的创新点在于，能够快速、准确将搅拌摩擦焊焊缝中的缺陷扫查出来，并且具有灵敏度高、检出率高、显示效果直观等诸多优点，可保证焊缝质量。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (9)

1.一种铝合金中空型材搅拌摩擦焊相控阵检测装置，其特征在于：包括相控阵设备、水浸式相控阵探头、连接线缆、水泵和水管，所述相控阵设备通过连接线缆与水浸式相控阵探头相连，所述水浸式相控阵探头通过水管与水泵相连，所述水浸式相控阵探头用于放置在待检工件上进行焊缝缺陷检测，所述水泵用于为水浸式相控阵探头提供耦合用水。
2.根据权利要求1所述的一种铝合金中空型材搅拌摩擦焊相控阵检测装置，其特征在于：还包括带有已知人工缺陷的对比试块，所述相控阵设备通过水浸式相控阵探头作用于对比试块进行已知人工缺陷检测后获得调校。
3.根据权利要求1所述的一种铝合金中空型材搅拌摩擦焊相控阵检测装置，其特征在于：还包括用于显示焊缝缺陷检测结果的显示器。
4.根据权利要求1所述的一种铝合金中空型材搅拌摩擦焊相控阵检测装置，其特征在于：所述相控阵设备采用型号为OLYMPUS OmniScan MX2的超声波探伤仪。
5.根据权利要求1所述的一种铝合金中空型材搅拌摩擦焊相控阵检测装置，其特征在于：所述水浸式相控阵探头采用型号为OLYMPUS 5L64E-5B、楔块型号AB WX786-45°的水浸式超声相控阵探头。
6.根据权利要求1所述的一种铝合金中空型材搅拌摩擦焊相控阵检测装置，其特征在于：所述待检工件为薄板铝合金中空型材，薄板铝合金中空型材具有外表面平整、无不良状况的搅拌摩擦焊接头。
7.根据权利要求6所述的一种铝合金中空型材搅拌摩擦焊相控阵检测装置，其特征在于：所述不良状况包括凸起和异物。
8.根据权利要求6所述的一种铝合金中空型材搅拌摩擦焊相控阵检测装置，其特征在于：所述薄板铝合金中空型材的板厚为4~6mm。
9.根据权利要求1所述的一种铝合金中空型材搅拌摩擦焊相控阵检测装置的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）选取带有已知人工缺陷的对比试块，准备铝合金中空型材作为待检工件；并对待检工件的搅拌摩擦焊焊缝两侧飞边进行打磨，使得焊缝表面平整、无凸起、无异物；
2）用连接电缆连接相控阵设备与水浸式相控阵探头，用水管连接水泵与水浸式相控阵探头，接着开启水泵及相控阵设备；并根据待检工件的板厚对相控阵设备进行工件参数设置；
3）打开水泵使耦合用水充满水浸式相控阵探头，将水浸式相控阵探头放置在对比试块上进行已知人工缺陷检测，经检测获得已知人工缺陷的声压dB值，并对相控阵设备进行调校以确认设备正常；
4）将水浸式相控阵探头转移放置在待检工件上开展扫查作业以进行焊缝缺陷检测；当发现焊缝缺陷时，将检测获得的焊缝缺陷的声压大小与已知人工缺陷的声压大小进行对比，进而获得焊缝缺陷的当量尺寸，并判定焊缝缺陷是否符合标准。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107576729A (zh) * 2017-09-15 2018-01-12 南京中车浦镇城轨车辆有限责任公司 基于超声相控阵的焊缝缺陷检测和快速提取系统及方法
CN108061755A (zh) * 2017-12-05 2018-05-22 上海航天精密机械研究所 火箭贮箱搅拌摩擦焊缝相控阵超声自动检测系统
CN109507295A (zh) * 2018-11-30 2019-03-22 中国兵器工业第五九研究所 一种径向摩擦焊接头弱连接缺陷的无损检测方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101393170A (zh) * 2008-10-18 2009-03-25 浙江省特种设备检验研究院 聚乙烯管道热熔对接接头耦合聚焦超声检测方法及检测装置
CN104297340A (zh) * 2014-09-24 2015-01-21 中国能源建设集团安徽电力建设第一工程公司 一种基于相控阵超声波探伤仪的小径管无损检测方法
CN104677992A (zh) * 2015-03-06 2015-06-03 中国航空工业集团公司北京航空材料研究院 飞机框梁结构电子束焊缝的超声检测装置及检测方法
CN205120670U (zh) * 2015-11-03 2016-03-30 神华集团有限责任公司 一种用于小径管焊缝超声爬波探伤的专用对比试块

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101393170A (zh) * 2008-10-18 2009-03-25 浙江省特种设备检验研究院 聚乙烯管道热熔对接接头耦合聚焦超声检测方法及检测装置
CN104297340A (zh) * 2014-09-24 2015-01-21 中国能源建设集团安徽电力建设第一工程公司 一种基于相控阵超声波探伤仪的小径管无损检测方法
CN104677992A (zh) * 2015-03-06 2015-06-03 中国航空工业集团公司北京航空材料研究院 飞机框梁结构电子束焊缝的超声检测装置及检测方法
CN205120670U (zh) * 2015-11-03 2016-03-30 神华集团有限责任公司 一种用于小径管焊缝超声爬波探伤的专用对比试块

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107576729A (zh) * 2017-09-15 2018-01-12 南京中车浦镇城轨车辆有限责任公司 基于超声相控阵的焊缝缺陷检测和快速提取系统及方法
CN108061755A (zh) * 2017-12-05 2018-05-22 上海航天精密机械研究所 火箭贮箱搅拌摩擦焊缝相控阵超声自动检测系统
CN108061755B (zh) * 2017-12-05 2019-09-17 上海航天精密机械研究所 火箭贮箱搅拌摩擦焊缝相控阵超声自动检测系统
CN109507295A (zh) * 2018-11-30 2019-03-22 中国兵器工业第五九研究所 一种径向摩擦焊接头弱连接缺陷的无损检测方法

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