CN112881532A - 扩散焊叠层缺陷超声检测试块、其制备方法及应用 - Google Patents

扩散焊叠层缺陷超声检测试块、其制备方法及应用 Download PDF

Info

Publication number
CN112881532A
CN112881532A CN202110075905.5A CN202110075905A CN112881532A CN 112881532 A CN112881532 A CN 112881532A CN 202110075905 A CN202110075905 A CN 202110075905A CN 112881532 A CN112881532 A CN 112881532A
Authority
CN
China
Prior art keywords
defect
diffusion welding
layer
grooves
defects
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
CN202110075905.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112881532B (zh
Inventor
宋慧
熊江涛
尹小康
李京龙
宋文清
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.)
Northwestern Polytechnical University
Original Assignee
Northwestern Polytechnical University
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 Northwestern Polytechnical University filed Critical Northwestern Polytechnical University
Priority to CN202110075905.5A priority Critical patent/CN112881532B/zh
Publication of CN112881532A publication Critical patent/CN112881532A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112881532B publication Critical patent/CN112881532B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/22—Details, e.g. general constructional or apparatus details
    • G01N29/30—Arrangements for calibrating or comparing, e.g. with standard objects

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

本发明公开了扩散焊叠层缺陷超声检测试块、其制备方法及应用，涉及扩散焊技术领域。扩散焊叠层缺陷超声检测试块，其由自上而下叠加装配的多层基板进行扩散焊形成，在相邻的两层基板之间的扩散焊界面位置处均具有缺陷槽，且位于上一层的缺陷槽与相邻的位于下一层的缺陷槽呈交叉状态。利用呈交叉状态的缺陷槽形成组配，可以形成微米级缺陷上下层重叠的多种尺寸组配，以便于研究在上层微米级缺陷信号的影响下，下层微米级缺陷的检出能力。同时可以利用无交叉部分，即缺陷不存在上下层重叠的单层缺陷作为参考缺陷。提升多层缺陷重叠时下层微米级缺陷的检出精度，提升多层扩散焊缺陷检测的检测效果。

Description

扩散焊叠层缺陷超声检测试块、其制备方法及应用
技术领域
本发明涉及扩散焊技术领域，具体而言，涉及扩散焊叠层缺陷超声检测试块、其制备方法及应用。
背景技术
超声检测中为保证检测结果的准确性、可重复性和可比性，必须用一个具有已知固定特性的试样对检测系统进行校准。这种按一定用途设计制作的具有简单几何形状人工反射体或模拟缺陷的试样，通常称为试块，超声检测用试块通常分为标准试块、对比试块和模拟试块。试块中的人工反射体按其目的选择，应尽可能与需检测的缺陷特征接近，通常是通过机械加工的方式在材料内部或表面加工出所需要的形状和尺寸，常用的人工反射体主要有长横孔、短横孔、横通孔、平底孔、V形槽和其他线切割槽等。
横通孔和长横孔具有轴对称特点，反射波幅比较稳定，有线性缺陷特征，一般代表工件内部有一定长度的裂纹、未焊透、未熔合和条状夹渣。通常使用在对接接头、堆焊层的超声检测中，也有用在螺栓件和铸件检测的。短横孔在进场区表现为线状反射体特征，在远场区表现为点状反射体特征，主要用于对接焊接接头检测。平底孔一般具有点状面积型反射体的特点，主要用于锻件、钢板、对接焊接接头、复合板、堆焊层的超声检测，通常适用于直探头和双晶探头的校准和检测。V形槽和其他切割槽具有表面开口的线性缺陷的特点。适用于钢板、钢管、锻件等工件的横波检测，也可模拟其他工件或对接接头表面或近表面缺陷以调整检测灵敏度。
现有的用于制备试块的方法除在材料内部或表面机械加工之外，也存在多层焊接的方式，通过先加工特定形状的缺陷再进行多层的扩散焊，以满足更高精度的要求。同时因为试块中存在上下层缺陷重叠组配，可利用这一组配研究微米级缺陷尺度下，上层缺陷对下层缺陷的信号干扰以及下层缺陷的可检性问题。
但是，现有的制备试块的方法存在着以下缺陷：(1)由于扩散焊缺陷存在于接头内部，即扩散焊界面位置处，且尺度为微米级，传统机械加工的方式无法难以保证位置精度，更难以保证尺寸精度，即难以实现内部微米级尺寸人工反射体的加工。(2)表面车削在待焊表面加工螺纹的方式虽然可以在扩散焊界面处实现缺陷预制，但尺寸精度难以保证，且形状不均匀，难以形成试块。(3)现有多层缺陷的预制方法只能制作宏观缺陷，尚不能实现扩散焊多层微米级缺陷的预制，且没有上下层缺陷的组配，难以形成试块。
鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的目的在于提供一种扩散焊叠层缺陷超声检测试块及其制备方法，旨在利用上下层缺陷形成组配，制备形成精度更高的试块。
本发明的第二目的在于提供上述扩散焊叠层缺陷超声检测试块在扩散焊缺陷检测中的应用。
本发明是这样实现的：
本发明实施例提供一种扩散焊叠层缺陷超声检测试块，其由自上而下叠加装配的多层基板进行扩散焊形成，在相邻的两层基板之间的扩散焊界面位置处均具有缺陷槽，且位于上一层的缺陷槽与相邻的位于下一层的缺陷槽呈交叉状态。
本发明实施例还提供一种扩散焊叠层缺陷超声检测试块的制备方法，将多层基板进行自上而下的叠加装配，再进行扩散焊；其中，在叠加装配之后，相邻的两层基板的两个接触板面中的至少一个接触板面上设置有缺陷槽，且位于上一层的缺陷槽与相邻的位于下一层的缺陷槽呈交叉状态。
本发明实施例还提供上述扩散焊叠层缺陷超声检测试块在扩散焊缺陷检测中的应用。
本发明具有以下有益效果：本发明实施例提供的扩散焊叠层缺陷超声检测试块是利用多层扩散焊的方式进行制备，在相邻的两层基板之间的扩散焊界面位置处均具有缺陷槽，且位于上一层的缺陷槽与相邻的位于下一层的缺陷槽呈交叉状态。利用呈交叉状态的缺陷槽形成组配，可以形成微米级缺陷上下层重叠的多种尺寸组配，以便于研究在上层微米级缺陷信号的影响下下层微米级缺陷的检出能力。
在使用过程中，还可以利用无交叉部分，即缺陷不存在上下层重叠的单层缺陷作为参考缺陷，提升多层缺陷重叠时下层微米级缺陷的检出精度，提升试块的检测精度，提升多层扩散焊缺陷检测的检测效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为扩散焊接头界面缺陷的示意图；
图2为扩散焊线状缺陷预制示意图；
图3为对比例1中试块的装配图；
图4为对比例3中试块的装配图；
图5为实施例1中制备得到的试块的超声C扫检测图；
图6为对比例1中制备得到的试块的超声C扫检测图；
图7为对比例3中制备得到的试块的超声C扫检测图；
图8为对比例3的金相剖切图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
在实际焊接制造过程中，有时为了追求结构的复杂性，需控制焊后的变形量，而不能同时满足焊接过程中的所有工艺参数，可能会导致界面出现如图1所示的未焊合(图1中(a))、弱连接(图1中(b))、孔洞(图1中(c))等焊接缺陷。扩散焊形成的焊缝是一个厚度较薄的准二维界面区域，所以扩散焊缺陷可等效为不计厚度二维平面缺陷。
未焊合是指焊接界面处存在明显的连续缺陷，其产生的主要原因一般是焊接温度偏低，焊接压力不够，不充足的保温时间或真空度低等工艺偏差。此外，待焊表面污染或粗糙度较大时，也容易产生界面未焊合缺陷，通常焊接样的边缘部分由于界面应力分布不均易出现未焊合。弱连接是指焊接两界面只有紧密的物理接触，而没有发生原子键合，间隙尺寸在微米级。孔洞缺陷是一些不连续的小的孔洞，一般孔洞的尺寸是微米级别，是扩散焊中最为常见的一种缺陷。当焊接温度较低或焊接压力较小，或待焊面粗糙度很大时，界面孔洞并未完全闭合，进而形成微孔洞缺陷。
而针对扩散焊中所存在的焊接头界面缺陷，需要采用针对性的试块在超声检测之前进行校准，以提升超声检测的精确度。而针对不同类型的焊接缺陷，采用的试块类型也不相同。本申请实施例中提供的试块是针对微米级的线状缺陷，利用上下层的缺陷的组配形成试块。
本发明实施例提供一种扩散焊叠层缺陷超声检测试块的制备方法，其采用多层扩散焊的方式进行制备，具体如下：
S1、基板缺陷加工
如图2中(a)所示，在基板上加工槽状的缺陷。在一些实施例中，可以通过铣削加工形成，使用铣刀在基板上加工形成。
基板的个数不限，在一些实施例中，可以为3-5层，如3层、4层或5层。在其他实施例中，基板的层数也可以更多，在此不做限定。
为进一步提升组配的效果，发明人对基板上的槽状缺陷进行了具体优化，如槽宽、间距等。在一些优选的实施例中，缺陷槽均从基板的一端延伸至相对的另一端，且每个基板上的缺陷槽为间隔设置的多个。通过将多个缺陷槽间隔设置，保持一定的间距能够保证缺陷槽与缺陷槽的超声回波信号互不影响。
在一些优选的实施例中，每一层的多个缺陷槽的槽宽均不相同，且缺陷槽的槽宽均在70-250μm之间为宜，以形成微米级别的缺陷槽。在实际操作过程中，可以使用不同加工尺寸的铣刀在基板上加工形成，相邻的两个缺陷槽的间距为4-6mm为宜，以保证相邻的两个缺陷槽的超声回波信号互不影响。
在一些实施例中，每个基板上的缺陷槽的数量均为4个，且4个缺陷槽的槽宽依次为70-90μm、90-110μm、140-160μm和190-210μm，如80μm、100μm、150μm、200μm，如70μm、90μm、140μm、190μm，如90μm、110μm、160μm、210μm。
S2、基板表面处理
在将多层基板进行装配之前，对每一层基板进行表面清理，主要是针对基板非缺陷位置的待焊表面进行严格表面清理，以保证焊接质量。
在一些优选的实施例中，表面清理包括依次进行的打磨、抛光、酸洗、水洗和干燥。基板一般采用钛合金板材，其尺寸不限，可以为25×25×2mm，通过打磨使表面光滑，再进行抛光至镜面，通过酸洗去除基板表面的氧化膜，再进行水洗、干燥得到洁净的板材。
打磨、抛光、酸洗的方式不限，可以为现有技术中的常规处理方式，以能够使基板表面达到光滑、洁净的目的为准。其中，打磨可以采用砂纸将表面逐级打磨。
在一些实施例中，抛光是采用由二氧化硅溶胶和双氧水形成的抛光液进行处理；二氧化硅溶胶和双氧水的质量比为9-11:1。通过进一步优化抛光液的组成，使抛光之后基板的表面达到镜面且保持平行度。
在一些实施例中，酸洗是采用由HF、HCl、HNO3和水配置形成的溶液进行清洗，清洗时间为1-2min；水洗过程的漂洗时间为20-40min。酸洗是采用提前配置的Keller试剂，其成分中的各组分的浓度不做过多限定，可以采用1ml HF、1.5ml HCl、2.5ml HNO3和95ml H2O配置形成，HF、HCl和HNO3，均为市购的浓酸。通过水洗去除基板表面残留的抛光液和酸洗液，以免对扩散焊产生影响。
在一些实施例中，为优化清洗的效果，可以在酸洗和水洗之间进行溶剂清洗。溶剂清洗是采用乙醇、甲醇和丙醇中的至少一种进行清洗，如采用无水乙醇进行清洗，以更好地去除抛光液。溶剂清洗是采用超声波清洗的方式，清洗时间为8-15min。
S3、扩散焊装配
待焊试样在装炉时，首先要对试样进行合理的装配，将多层基板进行自上而下的叠加装配，在叠加装配之后，相邻的两层基板的两个接触板面中的至少一个接触板面上设置有缺陷槽，且位于上一层的缺陷槽与相邻的位于下一层的缺陷槽呈交叉状态。通过相邻的两层基板上的缺陷槽进行交叉，以形成组配，制备形成精度更高的试块。
在一些实施例中，位于上一层的缺陷槽与相邻的位于下一层的缺陷槽呈十字交叉状态；即如图2中(b)，位于上一层的缺陷槽均沿第一方向延伸，相邻的位于下一层的缺陷槽均沿与第一方向垂直的第二方向延伸，上一层的缺陷槽均与下一层的缺陷槽进行交叉，形成组配。
如图2所示，多层基板自上而下依次为第一基板至第N基板，在第二基板至第N基板上靠近第一基板的一侧板面上均设置有缺陷槽，第一基板为盖板，不进行缺陷槽的加工。
在实际操作过程中，可以将图2a所示两基板十字交叉加盖板，待焊面表面贴合并对中，要防止试样的错边以保证压力能均匀施加在待焊表面；还要在试样上下表面与压头接触位置之间添加云母片作为阻焊层(即多层基板的两侧均加入阻焊层)，防止试样与压头之间发生扩散接合。试样装配完毕后，将其置入FJK-2型扩散焊机中，使其高度位于炉腔中心处，施加初始压力，使连接接头初始接触紧密。
S4、扩散焊
通过多层扩散焊可以将多层基板复合成型，而其中的缺陷槽保留。为进一步提升焊接的效果，发明人对焊接的温度、压力、保温时间等参数做了进一步优化，扩散焊过程的焊接温度为800-900℃，焊接压力为1.5-2.5MPa，扩散焊过程的保温时间为50-70min。
在优选的实施例中，焊接温度为840-860℃，焊接压力为1.8-2.2MPa。通过进一步优化焊接参数，保证了焊接的效果，使多层基板除缺陷槽之外，不存在其他缺陷，保证了试块的精度。
本发明实施例还提供了一种扩散焊叠层缺陷超声检测试块，其由自上而下叠加装配的多层基板进行扩散焊形成，在相邻的两层基板之间的扩散焊界面位置处均具有缺陷槽，且位于上一层的缺陷槽与相邻的位于下一层的缺陷槽呈交叉状态。其可以通过上述制备方法制备得到，利用相邻的两层缺陷槽形成组配，在多层扩散焊缺陷检测中可以得到应用，能够研究在多层扩散焊结构中上下层微小缺陷的信号干扰以及下层缺陷的检出问题，提高多层扩散焊结构缺陷的检出能力，能够提升下层缺陷的检测精度。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
实施例1
本实施例提供一种扩散焊叠层缺陷超声检测试块的制备方法，如图2所示，包括：
(1)基板缺陷加工
取3块基板(TC4板)，其中一个基板作为盖板不做缺陷加工，另外2个基板使用不同加工尺寸的铣刀加工出宽度分别为80μm、100μm、150μm和200μm的线槽状缺陷，相邻两个缺陷槽中心间距为5mm。
(2)基板表面处理
将基板非缺陷位置的待焊表面进行表面清理以保证焊接质量，具体如下：首先用砂纸将表面逐级打磨，并用抛光液(二氧化硅溶胶:双氧水＝10:1)将表面抛光至镜面且保持平行度。焊接装配前用Keller试剂(1ml HF+1.5ml HCl+2.5ml HNO3+95ml H2O)将待焊试样酸洗2分钟，取出后放入无水乙醇中超声波清洗10分钟，再取出清水漂洗30min，冷风吹干后备用。
(3)扩散焊装配
将两块基板十字交叉加盖板，待焊面表面贴合并对中，在试样上下表面与压头接触位置之间添加云母片作为阻焊层。
(4)扩散焊
装配完成之后装入FJK-2型扩散焊机中，使其高度位于炉腔中心处，施加初始压力，使连接接头初始接触紧密。控制焊接温度为850℃，焊接压力2MPa和保温时间60min，并运行程序进行焊接。保温结束后缓慢降温，形成扩散焊接头，将预制缺陷保留在扩散焊界面位置处形成试块。
实施例2
本实施例提供一种扩散焊叠层缺陷超声检测试块的制备方法，如图2所示，包括：
(1)基板缺陷加工
取3块基板(TC4板)，其中一个基板作为盖板不做缺陷加工，另外2个基板使用不同加工尺寸的铣刀加工出宽度分别为70μm、90μm、140μm和190μm的线槽状缺陷，相邻两个缺陷槽中心间距为4mm。
(2)基板表面处理
将基板非缺陷位置的待焊表面进行表面清理以保证焊接质量，具体如下：首先用砂纸将表面逐级打磨，并用抛光液(二氧化硅溶胶:双氧水＝9:1)将表面抛光至镜面且保持平行度。焊接装配前用Keller试剂(1ml HF+1.5ml HCl+2.5ml HNO3+95ml H2O)将待焊试样酸洗1分钟，取出后放入无水乙醇中超声波清洗8分钟，再取出清水漂洗20min，冷风吹干后备用。
(3)扩散焊装配
将两块基板十字交叉加盖板，待焊面表面贴合并对中，在试样上下表面与压头接触位置之间添加云母片作为阻焊层。
(4)扩散焊
装配完成之后装入FJK-2型扩散焊机中，使其高度位于炉腔中心处，施加初始压力，使连接接头初始接触紧密。控制焊接温度为800℃，焊接压力1.5MPa和保温时间70min，并运行程序进行焊接。保温结束后缓慢降温，形成扩散焊接头，将预制缺陷保留在扩散焊界面位置处形成试块。
实施例3
本实施例提供一种扩散焊叠层缺陷超声检测试块的制备方法，如图2所示，包括：
(1)基板缺陷加工
取3块基板(TC4板)，其中一个基板作为盖板不做缺陷加工，另外2个基板使用不同加工尺寸的铣刀加工出宽度分别为90μm、110μm、160μm和210μm的线槽状缺陷，相邻两个缺陷槽中心间距为6mm。
(2)基板表面处理
将基板非缺陷位置的待焊表面进行表面清理以保证焊接质量，具体如下：首先用砂纸将表面逐级打磨，并用抛光液(二氧化硅溶胶:双氧水＝11:1)将表面抛光至镜面且保持平行度。焊接装配前用Keller试剂(1ml HF+1.5ml HCl+2.5ml HNO3+95ml H2O)将待焊试样酸洗2分钟，取出后放入无水乙醇中超声波清洗15分钟，再取出清水漂洗40min，冷风吹干后备用。
(3)扩散焊装配
将两块基板十字交叉加盖板，待焊面表面贴合并对中，在试样上下表面与压头接触位置之间添加云母片作为阻焊层。
(4)扩散焊
装配完成之后装入FJK-2型扩散焊机中，使其高度位于炉腔中心处，施加初始压力，使连接接头初始接触紧密。控制焊接温度为900℃，焊接压力2.5MPa和保温时间50min，并运行程序进行焊接。保温结束后缓慢降温，形成扩散焊接头，将预制缺陷保留在扩散焊界面位置处形成试块。
对比例1
本对比例提供一种扩散焊叠层缺陷超声检测试块的制备方法，与实施例1不同之处在于：在基板上加工的缺陷形状不同，具体形状为在不同层的基板上加工圆形孔，圆形孔大小ф80μm，ф100μm，缺陷间距设置为5mm。示意图如图3，图3a为主视图，图3b为第二层板的俯视图。
对比例2
本对比例提供一种扩散焊叠层缺陷超声检测试块的制备方法，与实施例1不同之处在于：扩散焊温度为700℃。
对比例3
本对比例提供一种扩散焊叠层缺陷超声检测试块的制备方法，与实施例1不同之处在于：基板的装配方式不同，具体方法为不同层基板上的线状缺陷平行放置而非垂直交叉，示意图如图4。
试验例1
将实施例1中制备得到的试块进行超声C扫检测，选用了频率50MHz、晶片直径6mm和焦距20mm的探头，对叠层缺陷试块进行超声C扫检测，图5为叠层缺陷的超声C扫图像，(a)为焦点聚焦在上下层缺陷中心深度位置下的叠层缺陷分布；(b)为焦点聚焦在上层缺陷深度下的上层缺陷分布；(c)为焦点聚焦在下层缺陷深度下的下层缺陷分布；(d)为叠层缺陷分布C扫图。
超声C扫分为三次进行：
第一次为粗扫，调整水距，将探头发射的声束聚焦于上下层缺陷中间位置，即第二层TC4板中间3mm深度位置，设置信号闸门，同时将上下层的回波信号置于闸门中，获得同时反映上下层缺陷位置的C扫图像，如图5中(a)所示，可以看到，上下层缺陷十字交叉分布。
第二次C扫实验为精扫，调整水距，将探头发射的声束聚焦于上层缺陷位置，即第一层扩散焊界面2mm深度位置，闸门也设置在此深度位置，获得如图5中(b)所示，即只有上层缺陷的C扫图像。
第三次C扫实验同样为精扫，将声束聚焦于下层缺陷位置，即第二层扩散焊界面4mm深度位置，获得如图5中(c)所示的只有下层缺陷的C扫图像。为直观表现出上下层缺陷的对应关系，使用图像处理把图5中(a)色彩化处理，并标明上下层缺陷对应的尺寸，获得图5(d)所示的超声C扫彩色图像(为满足专利公开要求已经做灰度处理)。
试验例2
将对比例1中制备得到的试块进行超声C扫检测，选用了频率50MHz、晶片直径6mm和焦距20mm的探头，对缺陷进行超声C扫检测，图6为对应的超声C扫图。
(a)为焦点上层缺陷深度位置下的缺陷分布；(b)为选取上层一个点缺陷的设计尺寸100μm的超声c扫图；(c)为焦点聚焦在下层缺陷深度下的下层缺陷分布；(d)为选取下层一个点缺陷的设计尺寸100μm的超声c扫图。
因为圆孔缺陷的上下层重叠需要在两个维度上均对齐，再加上缺陷尺寸仅为100μm，使保证在装配与加工过程中上下层缺陷对中重叠更加困难，即利用此方法难以实现微米级缺陷上下层重叠的组配。同时从c扫图中可以看出圆孔缺陷难以保证加工中的均匀性，形状呈现不规则。另外由于微米级的圆孔缺陷难以做成通孔，位于材料内部，难以对其实际尺寸进行验证，无法用作标准试块。
对比例2中降低了TC4钛合金的扩散焊温度，导致无法在无预制缺陷出形成可靠连接，存在孔洞与未焊合情况，如图1c所示，因此无法作为标准试块。
将对比例3中制备得到的试块进行超声C扫检测，选用了频率50MHz、晶片直径6mm和焦距20mm的探头，对叠层缺陷试块进行超声C扫检测，图7为叠层缺陷的超声C扫图像，图7a为焦点聚焦在第一层焊接界面的200μm的超声c扫图像，图7b为焦点聚焦在第二层焊接界面的200μm的超声c扫图像。
图8为对比例3的金相剖切图，从图中发现此种装配方式很难保证在装配过程中上下层缺陷完全重叠，即发生了偏移，无法保证上下层缺陷的重叠。
综上，本发明实施例提供扩散焊叠层缺陷超声检测试块是利用多层扩散焊的方式进行制备，在相邻的两层基板之间的扩散焊界面位置处均具有缺陷槽，且位于上一层的缺陷槽与相邻的位于下一层的缺陷槽呈交叉状态。利用呈交叉状态的缺陷槽形成组配，提升试块的检测精度，提升扩散焊缺陷检测的检测效果。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种扩散焊叠层缺陷超声检测试块，其特征在于，其由自上而下叠加装配的多层基板进行扩散焊形成，在相邻的两层所述基板之间的扩散焊界面位置处均具有缺陷槽，且位于上一层的所述缺陷槽与相邻的位于下一层的所述缺陷槽呈交叉状态。
2.根据权利要求1所述的扩散焊叠层缺陷超声检测试块，其特征在于，每一层的所述缺陷槽均从所述基板的一端延伸至相对的另一端，且每一层的所述缺陷槽为间隔设置的多个；
优选地，每一层的多个所述缺陷槽的槽宽均不相同，且所述缺陷槽的槽宽均在70-250μm之间；
优选地，每一层上的相邻的两个所述缺陷槽的间距为4-6mm。
3.根据权利要求1或2所述的扩散焊叠层缺陷超声检测试块，其特征在于，位于上一层的所述缺陷槽与相邻的位于下一层的所述缺陷槽呈十字交叉状态；
优选地，位于上一层的所述缺陷槽均沿第一方向延伸，相邻的位于下一层的所述缺陷槽均沿与所述第一方向垂直的第二方向延伸。
4.根据权利要求3所述的扩散焊叠层缺陷超声检测试块，其特征在于，每一层所述缺陷槽均为4个，且4个所述缺陷槽的槽宽依次为70-90μm、90-110μm、140-160μm和190-210μm。
5.一种权利要求1-4中任一项所述扩散焊叠层缺陷超声检测试块的制备方法，其特征在于，将多层基板进行自上而下的叠加装配，再进行扩散焊；
其中，在叠加装配之后，相邻的两层基板的两个接触板面中的至少一个接触板面上设置有缺陷槽，且位于上一层的所述缺陷槽与相邻的位于下一层的所述缺陷槽呈交叉状态。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述多层基板自上而下依次为第一基板至第N基板，在第二基板至所述第N基板上靠近所述第一基板的一侧板面上均设置有缺陷槽；
优选地，所述多层基板的数量为3-5层；
优选地，所述缺陷槽是通过铣削加工形成。
7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，在将所述多层基板进行装配之前，对每一层基板进行表面清理；
优选地，所述表面清理包括依次进行的打磨、抛光、酸洗、水洗和干燥；
优选地，所述抛光是采用由二氧化硅溶胶和双氧水形成的抛光液进行处理；更优选地，所述二氧化硅溶胶和所述双氧水的质量比为9-11:1；
优选地，所述酸洗是采用由HF、HCl、HNO3和水配置形成的溶液进行清洗，清洗时间为1-2min；
优选地，所述水洗过程的漂洗时间为20-40min。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，在所述酸洗和所述水洗之间进行溶剂清洗；
优选地，所述溶剂清洗是采用乙醇、甲醇和丙醇中的至少一种进行清洗；
优选地，所述溶剂清洗是采用超声波清洗的方式，清洗时间为8-15min。
9.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述扩散焊过程的焊接温度为800-900℃，焊接压力为1.5-2.5MPa；
优选地，焊接温度为840-860℃，焊接压力为1.8-2.2MPa；
优选地，所述扩散焊过程的保温时间为50-70min；
优选地，在装配时，在所述多层基板的两侧均加入阻焊层。
10.权利要求1-4中任一项所述扩散焊叠层缺陷超声检测试块在扩散焊缺陷检测中的应用。
CN202110075905.5A 2021-01-20 2021-01-20 扩散焊叠层缺陷超声检测试块、其制备方法及应用 Active CN112881532B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110075905.5A CN112881532B (zh) 2021-01-20 2021-01-20 扩散焊叠层缺陷超声检测试块、其制备方法及应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110075905.5A CN112881532B (zh) 2021-01-20 2021-01-20 扩散焊叠层缺陷超声检测试块、其制备方法及应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112881532A true CN112881532A (zh) 2021-06-01
CN112881532B CN112881532B (zh) 2023-02-24

Family

ID=76050903

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110075905.5A Active CN112881532B (zh) 2021-01-20 2021-01-20 扩散焊叠层缺陷超声检测试块、其制备方法及应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112881532B (zh)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007097727A1 (en) * 2006-02-20 2007-08-30 Tubitak-Turkiye Bilimsel Ve Teknolojik Arastirma Kurumu Manufacturing of standard test blocks containing artificial defects for ultrasonic inspection
CN101578154A (zh) * 2007-01-05 2009-11-11 新日本制铁株式会社 耐脆性裂纹扩展特性优异的对接多道焊接头以及焊接结构体
US20110239770A1 (en) * 2008-11-19 2011-10-06 Sumitomo Metal Industries, Ltd Method and apparatus for ultrasonic testing of weld zones
CN104227259A (zh) * 2014-09-09 2014-12-24 长春轨道客车股份有限公司 不锈钢车体缝焊焊接设备焊接工艺性能验证工艺方法
CN106093212A (zh) * 2016-06-08 2016-11-09 北京隆盛泰科石油管科技有限公司 用于板材电磁超声自动检测的对比试块及其设计方法
CN109870338A (zh) * 2019-03-04 2019-06-11 武汉大学 一种用于增材制造无损检测的内置人工缺陷的制备方法
CN110231398A (zh) * 2019-07-16 2019-09-13 山东电力工业锅炉压力容器检验中心有限公司 一种用于铅封涡流检测缺陷的模拟试块及其制作方法和应用

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007097727A1 (en) * 2006-02-20 2007-08-30 Tubitak-Turkiye Bilimsel Ve Teknolojik Arastirma Kurumu Manufacturing of standard test blocks containing artificial defects for ultrasonic inspection
CN101578154A (zh) * 2007-01-05 2009-11-11 新日本制铁株式会社 耐脆性裂纹扩展特性优异的对接多道焊接头以及焊接结构体
US20110239770A1 (en) * 2008-11-19 2011-10-06 Sumitomo Metal Industries, Ltd Method and apparatus for ultrasonic testing of weld zones
CN104227259A (zh) * 2014-09-09 2014-12-24 长春轨道客车股份有限公司 不锈钢车体缝焊焊接设备焊接工艺性能验证工艺方法
CN106093212A (zh) * 2016-06-08 2016-11-09 北京隆盛泰科石油管科技有限公司 用于板材电磁超声自动检测的对比试块及其设计方法
CN109870338A (zh) * 2019-03-04 2019-06-11 武汉大学 一种用于增材制造无损检测的内置人工缺陷的制备方法
CN110231398A (zh) * 2019-07-16 2019-09-13 山东电力工业锅炉压力容器检验中心有限公司 一种用于铅封涡流检测缺陷的模拟试块及其制作方法和应用

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
李生平等: "几种典型焊接缺陷试块的制备", 《青海电力》 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN112881532B (zh) 2023-02-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107102061A (zh) 金属材料高能束增减材‑在线激光超声检测复合加工方法
CN108994549B (zh) 一种真空腔室的制造工艺
JP5248344B2 (ja) レーザ溶接方法
WO2013076850A1 (ja) 溶接溶け込み深さ検査方法
CN102107312B (zh) 常温状态下厚钢板的对接焊接以及t型焊接施工方法
CN114101888A (zh) 一种锆合金低温扩散连接方法
CN106976243A (zh) 一种有机玻璃与不锈钢激光焊接系统及焊接方法
CN112881532B (zh) 扩散焊叠层缺陷超声检测试块、其制备方法及应用
CN111889896A (zh) 一种超声协同激光的晶锭剥离方法
KR102254339B1 (ko) 펨토초 펄스 레이저를 이용한 플래닝-폴리싱 장치 및 방법
CN112881533A (zh) 一种超声检测试块及其制备方法
CN111323484B (zh) 制作吻接缺陷对比试块的方法及利用该试块检测的方法
CN112881534B (zh) 超声检测试块、其制备方法和应用
WO2005078428A1 (ja) キズ検査用基準ゲージの製造方法
CN211905206U (zh) 一种应用于焊缝检测的探头固定式超声相控阵系统
JPH0716776A (ja) 重ね継手部のレーザー溶接方法及び装置
KR100690338B1 (ko) 평판디스플레이글라스판넬 레이저 커팅 방법 및 장치
KR200407370Y1 (ko) 평판디스플레이글라스판넬 레이저 커팅 장치
CN109986282B (zh) 一种堆内构件整体式上支承柱结构成形方法
CN107328856A (zh) 基于全聚焦合成孔径技术的电阻焊焊点检测仪及检测方法
CN112122884A (zh) 一种双相不锈钢非标罐体的施工方法
CN112162040A (zh) 一种部分熔透激光焊缝的无损检测方法
CN105171228A (zh) 动车组车钩座组成焊接工艺方法
CN116577420B (zh) 一种火电专用异种钢焊接接头模拟试块的未熔合缺陷的制作方法
JPH0531589A (ja) ハニカムパネル及びハニカムパネルの製造方法

Legal Events

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