CN113552226B - 一种电子束焊缝水浸超声检测的对比试块及检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电子束焊缝水浸超声检测的对比试块及检测方法，属于无损检测超声检测技术领域。一种电子束焊缝水浸超声检测的对比试块，包括：上盖板、下盖板以及环形块；环形块的外径与工件的外径一致，环形块的内壁开设有两组平底孔，环形块的外壁上开设两个凹槽，两个凹槽之间形成有凸起，凸起与平底孔相对应。本发明的上、下盖板用于对环形块进行保护，通过开设凹槽并在凹槽之间形成凸起，用于模拟超声检测时的工件，通过探头对凸起进行超声检测，对开设在环形块内壁上的平底孔进行检测，并根据信号反馈对检测范围、检测参数进行调节，并编制检测程序，从而获取电子束焊缝水浸超声检测的基准，方便对工件进行检测判定，从而降低检测误差。
Description
技术领域
本发明涉及无损检测超声检测技术领域，具体涉及一种电子束焊缝水浸超声检测的对比试块及检测方法。
背景技术
电子束焊接是以高能密度电子束作为能量载体对材料和构件实现焊接的一种特种加工工艺方法，该工艺因能量密度高、热影响区小、组织性能好、生产效率高被广泛应用于航空航天、核工业、汽车等行业。
电子束焊接因过程控制不当很有可能出现未焊透、未熔合、裂纹、气孔等缺陷，为保证焊接质量，提高产品的可靠性，必须对电子束焊缝进行检测。常用无损检测方法有X射线检测和超声波检测。
随着航空工业的不断发展，航空发动机零部件的结构越来越复杂，有些零件因结构原因无法实现X射线检测，只能尝试使用超声波检测。水浸超声检测技术由于其焦区声束直径小，具有高灵敏度、高分辨率，可以用于复杂结构、检测区域小的电子束焊接区超声检测。但在实际检测中，因为缺乏对比基准导致超声检测时不便对设备进行参数、程序调试，并且对产品检测因基准不统一不便进行检测效果评定。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电子束焊缝水浸超声检测的对比试块及检测方法，以解决现有技术中缺乏电子束焊缝水浸超声检测时缺乏对比基准导致工件检测效果不便评定的问题。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
一种电子束焊缝水浸超声检测的对比试块，包括：上盖板、下盖板以及设置在上盖板和下盖板之间的环形块；
环形块的外径与超声检测工件的外径一致，环形块的内壁开设有两组平底孔，环形块的外壁上开设有从上至下设置的两个凹槽，两个凹槽之间形成有凸起，凸起与平底孔相对应。
本发明的上、下盖板用于对环形块进行保护，通过开设凹槽使两个凹槽之间形成凸起，用于模拟超声检测时的工件，通过探头对凸起进行超声检测，对开设在环形块内壁上的平底孔进行检测，并根据信号反馈对检测范围、检测参数进行调节，并编制检测程序，从而获取电子束焊缝水浸超声检测的基准，方便对工件进行检测效果判定，并减少基准不统一而带来的检测判定误差。
进一步地，上述两组平底孔的个数分别为四个，并且位于同一水平线上，两组平底孔关于环形块的圆心对称。
本发明平底孔分为两组，两组各有四个平底孔，从而方便对两组平底孔分别进行检测，并使平底孔中心线距下盖板底面的距离与工件焊缝超声检测区中心线距工件底面距离相同，从而方便统一检测基准，降低检测误差。
进一步地，上述平底孔的直径分别为0.04英寸和0.03英寸，平底孔的深度分别为0.195英寸和0.19英寸。
本发明平底孔的两个直径尺寸分别为工件的设计图上多个缺陷允许的最大当量直径和单个缺陷允许的最大当量直径，两个深度尺寸为考虑公差后超声检测面到两焊接零件装配线的最大和最小距离。
进一步地，上述凸起的宽度与超声检测工件的检测面宽度一致。
本发明通过对凸起以及平底孔的尺寸、位置限定，使得对比试块能够充分模拟工件电子束焊接区域。
进一步地，上述上盖板和下盖板的外径大于环形块的外径。
本发明的上盖板和下盖板可对环形块上对应的检测面起到一定的保护作用，避免在吊装对比试块时发生划伤。
进一步地，上述上盖板上还开设有多个减重圆孔。
本发明的上盖板通过开设减重圆孔可减轻对比试块的整体重量，从而方便吊装。
进一步地，上述下盖板上开设有定位圆孔。
本发明的下盖板通过定位圆孔可对整个对比试块进行连接定位。
进一步地，上述环形块经过锻造工艺处理。
本发明经过锻造处理后的环形块能改善其组织结构和力学性能，使其组织变得更加紧密，从而提高了环形块的塑性和力学性能；并使环形块与工件材质保持一致，避免因材质差异而产生检测误差。
一种电子束焊缝水浸超声检测的检测方法，采用上述的电子束焊缝水浸超声检测的对比试块，包括以下步骤：
S1：吊装上盖板，将下盖板放置于水浸超声检测系统的转盘卡爪上，并夹紧对比试块；
S2：调节水浸探头位置，找到凸起的中间位置，调整探头水距，使探头焦点落于平底孔的所在深度位置，并确定检测范围、调整检测参数、编制检测程序；
S3：进行检测，形成C扫检测图，微调检测程序范围、参数，使得直径最大深度最深的平底孔31参考反射体获得最大响应；
S4：调节仪器增益，使直径最大深度最深的平底孔31的信号达到80％满屏幕高度，并使四个平底孔均能有效发现，直径最小深度最浅的平底孔31的信号达到40％满屏幕高度。
S5：不变更检测参数，对超声检测的工件进行检测，对C扫图上的显示进行评定；
S6：工件检测完成后，重新校验对比试块，确认平底孔31的波幅变化是否合格。
本发明具有以下有益效果：
(1)本发明的上、下盖板用于对环形块进行保护，通过开设凹槽使两个凹槽之间形成凸起，用于模拟超声检测时的工件，通过探头对凸起进行超声检测，对开设在环形块内壁上的平底孔进行检测，并根据信号反馈对检测范围、检测参数进行调节，并编制检测程序，从而获取电子束焊缝水浸超声检测的基准，方便对工件进行检测判定，并减少基准不统一而带来的检测判定误差。
(2)本发明通过特定的方法步骤，先对对比试块进行检测调试，再更换为工件进行超声检测，从而对超声检测的工件提供了一定的参考基准，并且在工件检测完毕后重新对对比试件进行检测，从而确保检测仪器的准确性，排除检测仪器的检测误差，提高对工件的检测稳定性。
附图说明
图1为本发明电子束焊缝水浸超声检测的对比试块的结构示意图；
图2为本发明上盖板的结构示意图；
图3为本发明环形块的结构示意图；
图4为本发明环形块上凸起的位置示意图；
图5为电子束焊缝水浸超声检测工件的结构示意图。
图中：10-上盖板；11-减重圆孔；20-下盖板；21-定位圆孔；30-环形块；31-平底孔；32-凹槽；33-凸起。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
实施例
参照图1，一种电子束焊缝水浸超声检测的对比试块，包括：上盖板10、下盖板20以及环形块30。
参照图1和图2，上盖板10呈圆形，上面开设有连接螺纹孔，可通过螺栓固定在环形块30的上方。上盖板10的外径大于环形块30的外径，可通过上盖板10方便对环形块30进行吊装，并且可方便吊装过程中划伤环形块30。上盖板10上还开设有多个减重圆孔11，减重圆孔11沿上盖板10的圆心环形排列，方便减轻上盖板10的重量，从而方便吊装移动。
下盖板20连接在环形块30的下方，下盖板20上开设有多个通过螺栓与环形块30连接的螺纹孔。下盖板20上还开设有定位圆孔21，可通过定位圆孔21将下盖板20放置在水浸超声检测系统的转盘卡爪上。
参照图1、图3和图4，环形块30呈圆环状，圆环侧壁具备一定的高度，其顶端与上盖板10连接，低端与下盖板20连接。环形块30的内壁上开设有两组平底孔31，每组平底孔31的数量为四个，各个平底孔31均位于同一水平线上，同组中平底孔31的直径或深度都不相同。实际设定两组平底孔31，实际检测时根据检测效果选定其中一组作为对比基准。在平底孔31所对应的外壁位置，其顶侧和底侧分别开设有凹槽32，在两个凹槽32之间形成有凸起33，凸起33的中线与平底孔31的孔心位于同一高度，使平底孔31中心线距下盖板20底面的距离与工件焊缝超声检测区中心线距工件底面距离相同，从而统一检测基准，降低检测误差。
平底孔31的直径分别为0.04英寸和0.03英寸，两个直径尺寸分别为工件的设计图上多个缺陷允许的最大当量直径和单个缺陷允许的最大当量直径。平底孔31的深度分别为0.195英寸和0.19英寸，两个深度尺寸为考虑公差后超声检测面到两焊接零件装配线的最大和最小距离。根据位置分布，可以依次对平底孔31分别编号为：C1、C2、C3、C4以及D1、D2、D3、D4，C1与D1孔相对于环形块30的圆形对称，其尺寸也相一致，其他孔依次类推。并且环形块30上凸起33的宽度与超声检测工件的检测面宽度一致，通过对凸起33以及平底孔31的尺寸、位置限定，使得对比试块能够充分模拟工件电子束焊接区域。环形块30的外径尺寸与超声检测的工件检测状态尺寸一致，内径尺寸根据零件电子束焊接面所在直径、超声对比试块刚性、平底孔31的深度共同确定。本发明中环形块30还经过锻造工艺处理，使得环形块30能改善其组织结构和力学性能，使其组织变得更加紧密，从而提高了环形块30的塑性和力学性能。并使环形块30与工件材质保持一致，避免因材质差异而产生检测误差。
一种电子束焊缝水浸超声检测的检测方法，采用上述的电子束焊缝水浸超声检测的对比试块，包括以下步骤：
S1：吊装上盖板10，将下盖板20放置于水浸超声检测系统的转盘卡爪上，并夹紧对比试块；
S2：调节水浸探头位置，找到凸起33的中间位置，调整探头水距，使探头焦点落于平底孔31的所在深度位置，并确定检测范围、调整检测参数、编制检测程序；
S3：进行检测，形成C扫检测图，微调检测程序范围、参数，使得直径最大深度最深的平底孔31参考反射体获得最大响应；
S4：调节一起增益，使直径最大深度最深的平底孔31的信号达到80％满屏幕高度，并使四个平底孔31均能有效发现，直径最小深度最浅的平底孔31的信号达到40％满屏幕高度。
S5：不变更检测参数，对超声检测的工件进行检测，对C扫图上的显示进行评定；
S6：工件检测完成后，重新校验对比试块，确认平底孔31的波幅变化是否合格。
本发明通过特定的方法步骤，先对对比试块进行检测调试，再更换为工件进行超声检测，从而对超声检测的工件提供了一定的参考基准，并且在工件检测完毕后重新对对比试件进行检测，从而确保检测仪器的准确性，从而排除检测仪器的检测误差，提高对工件的检测稳定性。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，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 (4)
1.一种电子束焊缝水浸超声检测的对比试块，其特征在于，包括：上盖板(10)、下盖板(20)以及设置在所述上盖板(10)和所述下盖板(20)之间的环形块(30)；
所述环形块(30)的外径与超声检测工件的外径一致，所述环形块(30)的内壁开设有两组平底孔(31)，所述环形块(30)的外壁上开设有从上至下设置的两个凹槽(32)，两个所述凹槽(32)之间形成有凸起(33)，所述凸起(33)与所述平底孔(31)相对应；
两组所述平底孔(31)的个数分别为四个，并且位于同一水平线上，两组所述平底孔(31)关于所述环形块(30)的圆心对称；
所述平底孔(31)的直径分别为0.04英寸和0.03英寸，所述平底孔(31)的深度分别为0.195英寸和0.19英寸；
所述凸起(33)的宽度与超声检测工件的检测面宽度一致；
所述下盖板(20)上开设有定位圆孔(21)；
所述环形块(30)经过锻造工艺处理。
2.根据权利要求1所述的电子束焊缝水浸超声检测的对比试块，其特征在于，所述上盖板(10)和所述下盖板(20)的外径大于所述环形块(30)的外径。
3.根据权利要求2所述的电子束焊缝水浸超声检测的对比试块，其特征在于，所述上盖板(10)上还开设有多个减重圆孔(11)。
4.一种电子束焊缝水浸超声检测的检测方法，其特征在于，采用权利要求1至3任一项所述的电子束焊缝水浸超声检测的对比试块，包括以下步骤：
S1：吊装所述上盖板(10)，将所述下盖板(20)放置于水浸超声检测系统的转盘卡爪上，并夹紧对比试块；
S2：调节水浸探头位置，找到所述凸起(33)的中间位置，调整探头水距，使探头焦点落于所述平底孔(31)的所在深度位置，并确定检测范围、调整检测参数、编制检测程序；
S3：进行检测，形成C扫检测图，微调检测程序范围、参数，使得直径最大深度最深的所述平底孔(31)参考反射体获得最大响应；
S4：调节仪器增益，使直径最大深度最深的所述平底孔(31)的信号达到80％满屏幕高度，并使四个平底孔聚能有效发现，直径最小深度最浅的所述平底孔(31)的信号达到40％满屏幕高度；
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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