CN106645234A - 一种t形接头角焊缝中缺陷的空间定位方法自动判别方法 - Google Patents

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CN106645234A CN201611229195.2A CN201611229195A CN106645234A CN 106645234 A CN106645234 A CN 106645234A CN 201611229195 A CN201611229195 A CN 201611229195A CN 106645234 A CN106645234 A CN 106645234A
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石端虎
沙静
杨峰
刘文君
陈跃
张建化
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Xuzhou University of Technology
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Xuzhou University of Technology
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N23/00—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
    • G01N23/02—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material
    • G01N23/06—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material and measuring the absorption
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Abstract

本发明公开一种T形接头角焊缝中缺陷的空间定位方法自动判别方法，通过对T形接头焊件进行左右旋转，并获得该焊件左右旋转的X射线检测图像；用射线穿透焊件最薄处为定位特征点，最终借助两幅图像各部分之间的几何关系可建立缺陷深度和偏移量计算的数学模型：其中，缺陷深度计算的数学模型如下：，缺陷偏移量计算的数学模型如下：

Description

一种T形接头角焊缝中缺陷的空间定位方法自动判别方法
技术领域
本发明涉及一种角焊缝空间定位手法，具体是一种T形接头角焊缝中缺陷的空间定位方法自动判别方法。
背景技术
目前重要焊接结构接头中缺陷的空间定位已成为无损检测领域的研究重点和热点，发明人已经开展了如图5中T形接头穿透型焊缝中缺陷的空间定位研究，并实现了缺陷的空间定位和空间位置可视化。但对于如图6和图7所示的T形接头角焊缝中缺陷的空间定位尚未实现，急需一种对应上述缺陷的空间定位方法可对原有的空间定位方法形成有益的补充，可把通过普通X射线实时成像法实现缺陷空间定位的接头类型大大拓展，并为工程应用奠定良好的基础。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种T形接头角焊缝中缺陷的空间定位方法自动判别方法，实现缺陷空间定位的接头类型大大拓展，并为工程应用奠定良好的基础。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种T形接头角焊缝中缺陷的空间定位方法自动判别方法，包括以下步骤：
1）对T形接头焊件进行左右旋转，并获得该焊件左右旋转的X射线检测图像；
2）在步骤1）所得的左右图像中，选用射线穿透焊件最薄处为定位特征点；
3）借助两幅图像各部分之间的几何关系可建立缺陷深度和偏移量计算的数学模型；
其中，缺陷深度计算的数学模型如下：
，
缺陷偏移量计算的数学模型如下：
，
式中 ：d为缺陷到翼板表面的距离，即缺陷深度，单位为mm，
d l 为焊件右转时缺陷中心点到射线穿透焊件最薄处的投影距离，单位为mm，
d r 为焊件左转时缺陷中心点到射线穿透焊件最薄处的投影距离，单位为mm，
W为垂直板宽度，单位为mm，
为水平板厚度，单位为mm，
x为缺陷偏离垂直板中心线的距离，单位为mm；
K为角焊缝焊角尺寸；
4）当x>0时缺陷位于垂直板中心线的右侧；当x=0时缺陷位于垂直板中心线上；当x<0时缺陷位于垂直板中心线的左侧。
优选的，在具体步骤3）中，在缺陷偏移量计算的数学模型公式中，垂直板的宽度W、水平板的厚度 、角焊缝的焊角尺寸K通过同一固定的T形接头测量，并为固定值。
优选的，在具体步骤3）中，dl 和dr两个投影距离通过对焊件左右旋转后获得的X射线检测图像进行缺陷分割和缺陷细化获得。
进一步，缺陷分割和缺陷细化的方法为：把分割后的缺陷从周围四个方向不断向内缩减，直至获得缺陷的中心点的方法成为缺陷细化。
与现有技术相比，采用本发明提出的T形焊件角焊缝中缺陷的空间定位方法对实际T形焊件角焊缝中的缺陷进行了缺陷定位，并经破坏性检测验证，缺陷深度和偏移量计算的相对误差不超过5%，定位精确，实现了缺陷空间定位的接头类型大大拓展，并为工程应用奠定良好的基础，具有广泛的适用范围和广阔的应用前景。
附图说明
图1为本发明T形焊件左侧角焊缝中缺陷深度定位数学模型示意图；
图2为本发明T形焊件右侧角焊缝中缺陷深度定位数学模型示意图；
图3为本发明T形焊件左侧角焊缝偏移量数学模型示意图；
图4为本发明T形焊件右侧角焊缝偏移量数学模型示意图；
图5为穿透型T形接头的结构示意图；
图6为未开坡口的角焊缝T型接头的结构示意图；
图7为开坡口熔透的角焊缝T形接头的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
1）对T形接头焊件进行左右旋转，并获得该焊件左右旋转的X射线检测图像；
2）在步骤1）所得的左右图像中，选用射线穿透焊件最薄处为定位特征点；
3）借助两幅图像各部分之间的几何关系可建立缺陷深度和偏移量计算的数学模型；
结合图1和图2所示，其中，缺陷深度计算的数学模型如下：
，
结合图3和图4所示，其中，缺陷偏移量计算的数学模型如下：
，
式中 ：d为缺陷到翼板表面的距离，即缺陷深度，单位为mm，
d l 为焊件右转时缺陷中心点到射线穿透焊件最薄处的投影距离，单位为mm，
d r 为焊件左转时缺陷中心点到射线穿透焊件最薄处的投影距离，单位为mm，
W为垂直板宽度，单位为mm，
为水平板厚度，单位为mm，
x为缺陷偏离垂直板中心线的距离，单位为mm；
K为角焊缝焊角尺寸；
4）当x>0时缺陷位于垂直板中心线的右侧；当x=0时缺陷位于垂直板中心线上；当x<0时缺陷位于垂直板中心线的左侧。
作为本发明进一步的解释，在具体步骤3）中，在缺陷偏移量计算的数学模型公式中，垂直板的宽度W、水平板的厚度、角焊缝的焊角尺寸K通过同一固定的T形接头测量，并为固定值。
作为本发明进一步的解释，在具体步骤3）中，dl 和dr两个投影距离通过对焊件左右旋转后获得的X射线检测图像进行缺陷分割和缺陷细化获得。
作为本发明进一步的解释，缺陷分割和缺陷细化的方法为：把分割后的缺陷从周围四个方向不断向内缩减，直至获得缺陷的中心点的方法成为缺陷细化。
在实际应用时，通过本发明的空间定位方法进行缺陷定位，并经破坏性检测验证，缺陷深度和偏移量计算的相对误差不超过5%，定位精确，实现了缺陷空间定位的接头类型大大拓展，并为工程应用奠定良好的基础，具有广泛的适用范围和广阔的应用前景。

Claims (4)

1.一种T形接头角焊缝中缺陷的空间定位方法自动判别方法，其特征在于：包括以下步骤
1）对T形接头焊件进行左右旋转，并获得该焊件左右旋转的X射线检测图像；
2）在步骤1）所得的左右图像中，选用射线穿透焊件最薄处为定位特征点；
3）借助两幅图像各部分之间的几何关系可建立缺陷深度和偏移量计算的数学模型；
其中，缺陷深度计算的数学模型如下：
，
缺陷偏移量计算的数学模型如下：
，
式中 ：d为缺陷到翼板表面的距离，即缺陷深度，单位为mm，
d l 为焊件右转时缺陷中心点到射线穿透焊件最薄处的投影距离，单位为mm，
d r 为焊件左转时缺陷中心点到射线穿透焊件最薄处的投影距离，单位为mm，
W为垂直板宽度，单位为mm，
为水平板厚度，单位为mm，
x为缺陷偏离垂直板中心线的距离，单位为mm；
K为角焊缝焊角尺寸；
4）当x>0时缺陷位于垂直板中心线的右侧；当x=0时缺陷位于垂直板中心线上；当x<0时缺陷位于垂直板中心线的左侧。
2.根据权利要求1所述的一种T形接头角焊缝中缺陷的空间定位方法自动判别方法，其特征在于：在具体步骤3）中，在缺陷偏移量计算的数学模型公式中，垂直板的宽度W、水平板的厚度、角焊缝的焊角尺寸K通过同一固定的T形接头测量，并为固定值。
3.根据权利要求1所述的一种T形接头角焊缝中缺陷的空间定位方法自动判别方法，其特征在于：在具体步骤3）中，d l 和d r 两个投影距离通过对焊件左右旋转后获得的X射线检测图像进行缺陷分割和缺陷细化获得。
4.根据权利要求3所述的一种T形接头角焊缝中缺陷的空间定位方法自动判别方法，其特征在于，缺陷分割和缺陷细化的方法为：把分割后的缺陷从周围四个方向不断向内缩减，直至获得缺陷的中心点的方法成为缺陷细化。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108896586A (zh) * 2018-07-20 2018-11-27 徐州工程学院 对接接头焊件中缺陷的空间定位方法及对接接头焊件
CN109060845A (zh) * 2018-08-06 2018-12-21 徐州工程学院 T形结构成形件中缺陷的空间定位方法
CN109991248A (zh) * 2019-04-12 2019-07-09 徐州工程学院 搭接接头焊件中缺陷的空间定位方法

Non-Patent Citations (1)

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石端虎: "复杂结构精密焊件中缺陷分割及空间定位的研究", 《中国博士学位论文全文数据库》 *

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