CN114235954A - 一种空心支板扩散焊接头的超声检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于空心支板的扩散焊技术领域，公开了一种空心支板扩散焊接头的超声检测方法，包括以下步骤：根据待检测空心支板制作对比试块，所述对比试块与待检测空心支板的结构相同；在对比试块的加强筋焊缝上加工第一孔和第二孔，在对比试块的非加强筋焊缝上加工第三孔和第四孔；采用水浸聚焦探头，在扫描系统上设置检测参数，对对比试块进行扫描检测，得到人工缺陷反射信号；对空心支板扩散焊零件进行检测，如有缺陷，则得到实际缺陷反射信号；将实际缺陷反射信号与对比试块上的人工缺陷反射信号进行比对，依据比对结果对空心支板扩散焊零件的扩散焊质量进行评判。解决了在无法清楚分辨出错位结构引起的反射信号和缺陷引起的反射信号的问题。

Description

一种空心支板扩散焊接头的超声检测方法
技术领域
本发明属于空心支板的扩散焊技术领域，具体公开了一种空心支板扩散焊接头的超声检测方法。
背景技术
扩散焊是将两个待焊工件紧压在一起，在温度和压力作用下，使两焊接表面产生微观塑性变形，达到紧密接触，使原子间相互扩散而成冶金连接的焊接方法。焊接质量一般通过超声检测的方法采用超声脉冲反射法水浸聚焦C扫描检测技术，但脉冲反射法一般针对超声波能垂直入射在焊接表面，且焊接表面具有一定的尺寸，能够获得焊接表面处缺陷的反射回波且无结构回波的影响。
空心支板的加工是通过锻方坯-空腔与扩散面机械加工-真空扩散连接而成，目的是为了实现发动机减重以提高推重比。因空心支板中加强筋处焊缝较窄为3mm，而且在扩散焊工艺中因定位不当引起扩散焊连接的两部分出现错位，错位部位的回波信号与缺陷信号处于声入射方向的同一深度，因此采集闸门容易将错位信号和缺陷信号一起采集，在C扫描图像中无法清楚分辨出错位结构引起的反射信号和缺陷引起的反射信号，给超声检测带来困难；另一方面，空腔处的底波位置一直变化，且靠近焊接部位缺陷位置，干扰缺陷的检测。
发明内容
本发明的目的在于提供一种空心支板扩散焊接头的超声检测方法，解决了在无法清楚分辨出错位结构引起的反射信号和缺陷引起的反射信号的问题。
本发明是通过以下技术方案来实现：
一种空心支板扩散焊接头的超声检测方法，包括以下步骤：
S1、根据待检测空心支板制作对比试块，所述对比试块与待检测空心支板的结构相同；
S2、在所述对比试块的加强筋焊缝上加工第一孔和第二孔，在所述对比试块的非加强筋焊缝上加工第三孔和第四孔；第一孔的直径大于第二孔的直径，第三孔的直径大于第四孔的直径；
S3、采用水浸聚焦探头，在水浸超声C扫描系统上设置检测参数，对对比试块进行水浸超声C扫描检测，得到人工缺陷反射信号；
对空心支板扩散焊零件进行检测，如有缺陷，则得到实际缺陷反射信号；将实际缺陷反射信号与对比试块上的人工缺陷反射信号进行比对，依据比对结果对空心支板扩散焊零件的扩散焊质量进行评判。
进一步，S3具体包括对非加强筋进行检测和对加强筋进行检测两部分，非加强筋焊缝处采取脉冲反射法进行检测，闸门起始位置放在焊缝位置所在深度处；加强筋处焊缝采取监控底波法进行检测，将闸门放置在加强筋底波位置处。
进一步，对非加强筋进行检测的具体过程为：
先对对比试块的非加强筋处焊缝进行检测，调节水浸超声C扫描系统的增益，至第三孔的反射回波达到80％，以此为增益，对对比试块非加强筋焊接部位进行C扫描检测，闸门的起始位置设置在对比试块厚度的一半处，此时，在C扫描图像上能清楚识别到第四孔，则此时所用增益为空心支板非加强筋超声检测所用灵敏度；
在不改变水浸超声C扫描系统的增益和闸门位置的情况下对空心支板扩散焊零件的非加强筋处焊缝进行检测，如有缺陷，则得到非加强筋处焊缝对应的实际缺陷反射信号；将缺陷处的底波与第三孔处的底波进行对比，如果实际缺陷反射信号比第三孔的反射信号高，则判断空心支板扩散焊零件的非加强筋处焊缝不合格，反之，则判断空心支板扩散焊零件的非加强筋处焊缝合格。
进一步，对加强筋进行检测的具体过程为：
先对对比试块的加强筋处焊缝进行检测，调节增益，将加强筋处焊接完好部位的底波调到80％，并将闸门位置设置在底波位置处，此时，在C扫描图像上能清楚识别到第一孔和第二孔，则时所用增益为空心支板加强筋超声检测所用灵敏度；
在不改变水浸超声C扫描系统的增益和闸门位置的情况下，检测空心支板扩散焊零件加强筋处焊缝，如果对比加强筋焊接部位底面反射波的高度低于第一孔处的底波高度，则判断空心支板扩散焊零件的加强筋处焊缝不合格，反之，则判断空心支板扩散焊零件的加强筋处焊缝合格。
进一步，非加强筋或加强筋处焊缝不合格时，则判断空心支板扩散焊零件不合格。
进一步，第一孔和第三孔的直径为Φ0.8mm，第二孔和第四孔的直径为Φ0.4mm。
进一步，水浸聚焦探头的频率为10MHz。
进一步，水浸超声C扫描系统的型号为LS-200LP。
进一步，第一孔和第二孔的孔间距为L1，L1大于25mm。
进一步，第三孔和第四孔的孔间距为L1，L1大于25mm。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明公开了一种空心支板扩散焊接头的超声检测方法，采取观察焊缝部位底波幅度的变化来监控加强筋处焊缝中有无缺陷的方法不受错位结构的影响，只要焊缝焊接良好，超声就能穿透焊缝到达底面，得到底波；当焊缝中存在缺陷时，由于缺陷对声波的反射，使到达底面的声波能量减少，底波幅度随之降低。因此，通过观察底面高度的变化，可清楚的识别缺陷的存在，达到检测焊缝质量的目的。
进一步，因该零件的验收标准要求，单个缺陷不能超过Φ0.8当量平底孔的当量，并能有效发现Φ0.4当量平底孔的缺陷，因此第一孔和第三孔的直径为Φ0.4mm，第二孔和第四孔的直径为Φ0.8mm。
附图说明
图1是空心支板超声检测对比试块的加工结构示意图；
图2是图1的A-A剖视图；
图3为对比试块非加强筋处焊缝超声检测C扫描图像；
图4为对比试块加强筋处焊缝超声检测C扫描图像
图5为空心支板扩散焊零件非加强筋处超声检测C扫描图像；
图6为空心支板扩散焊零件加强筋处超声检测C扫描图像。
其中，1为第一孔，2为第二孔，3为第三孔，4为第四孔。
具体实施方式
本发明公开了一种空心支板扩散焊接头的超声检测方法，包括以下步骤：
S1、选取一件扩散焊空心支板，根据该空心支板的结构和尺寸制作对比试块，如图1所示，虚线为空心支板对应的3个空腔，三个空腔之间以加强筋焊缝相隔。
S2、如图2所示，在该扩散焊空心支板加强筋焊缝处加工第一孔1和第二孔2，在非加强筋焊缝处加工第三孔3和第四孔4，形成如图1所示的两组人工平底孔缺陷；
其中，依据验收标准，设计第一孔1和第三孔3的直径为Φ0.8mm，第二孔2和第四孔4的直径为Φ0.4mm。
第一孔1和第二孔2的孔间距为L1，第三孔3和第四孔4的孔间距为L1，L1大于25mm。
S3、采用水浸聚焦探头，在水浸超声C扫描系统上设置检测参数，对对比试块进行水浸超声C扫描检测，得到人工缺陷反射信号；
对空心支板扩散焊零件进行检测，如有缺陷，则得到实际缺陷反射信号；将实际缺陷反射信号与对比试块上的人工缺陷反射信号进行比对，依据比对结果对空心支板扩散焊零件的扩散焊质量进行评判。
具体包括对非加强筋进行检测和对加强筋进行检测两部分，非加强筋焊缝处采取脉冲反射法进行检测，闸门起始位置放在焊缝位置所在深度处；加强筋处焊缝采取监控底波法进行检测，将闸门放置在加强筋底波位置处。
具体为：采取频率为10MHZ水浸聚焦探头，在LS-200LP水浸C扫描检测系统上设置检测参数对对比试块进行两次超声水浸C扫描检测：
第一次对对比试块非加强筋进行检测，调节仪器增益，使非加强筋上Φ0.8的第三孔3的反射回波在显示屏上达到80％，以此为增益，对对比试块非加强筋焊接部位进行C扫描检测，闸门位置设置在对比试块厚度的一半处，此时，在C扫描图像上应能清楚识别Φ0.4的第四孔4的显示。对比试块非加强筋焊接部位的超声波C扫描图象见图3；
在此检测参数下对空心支板扩散焊零件非加强筋进行检测，得到非加强筋检测的C扫描图像见图5，如有缺陷，将缺陷处的底波与第三孔3处的底波进行对比，如果缺陷反射信号比Φ0.8的第三孔3的反射信号高，则拒收，反之验收。
S4、第二次对对比试块加强筋进行检测，调节增益，将加强筋处焊接完好部位的底波调到80％，将闸门设置在底波位置，得到对比试块加强筋处的C扫描图如图4所示，该C扫描图上应能清楚显示第一孔1和第二孔2；
在此检测参数下，检测空心支板扩散焊零件加强筋处焊缝，得到加强筋处C扫描图像见图6，如加强筋焊接部位底面反射波的高度低于第一孔1处的底波高度，则拒收，反之验收。
非加强筋或加强筋处有拒收时，则该空心支板拒收。

Claims (10)

1.一种空心支板扩散焊接头的超声检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、根据待检测空心支板制作对比试块，所述对比试块与待检测空心支板的结构相同；
S2、在所述对比试块的加强筋焊缝上加工第一孔(1)和第二孔(2)，在所述对比试块的非加强筋焊缝上加工第三孔(3)和第四孔(4)；第一孔(1)的直径大于第二孔(2)的直径，第三孔(3)的直径大于第四孔(4)的直径；
S3、采用水浸聚焦探头，在水浸超声C扫描系统上设置检测参数，对对比试块进行水浸超声C扫描检测，得到人工缺陷反射信号；
对空心支板扩散焊零件进行检测，如有缺陷，则得到实际缺陷反射信号；将实际缺陷反射信号与对比试块上的人工缺陷反射信号进行比对，依据比对结果对空心支板扩散焊零件的扩散焊质量进行评判。
2.根据权利要求1所述的一种空心支板扩散焊接头的超声检测方法，其特征在于，S3具体包括对非加强筋进行检测和对加强筋进行检测两部分，非加强筋焊缝处采取脉冲反射法进行检测，闸门起始位置放在焊缝位置所在深度处；加强筋处焊缝采取监控底波法进行检测，将闸门放置在加强筋底波位置处。
3.根据权利要求2所述的一种空心支板扩散焊接头的超声检测方法，其特征在于，对非加强筋进行检测的具体过程为：
先对对比试块的非加强筋处焊缝进行检测，调节水浸超声C扫描系统的增益，至第三孔(3)的反射回波达到80％，以此为增益，对对比试块非加强筋焊接部位进行C扫描检测，闸门的起始位置设置在对比试块厚度的一半处，此时，在C扫描图像上能清楚识别到第四孔(4)，则此时所用增益为空心支板非加强筋超声检测所用灵敏度；
在不改变水浸超声C扫描系统的增益和闸门位置的情况下对空心支板扩散焊零件的非加强筋处焊缝进行检测，如有缺陷，则得到非加强筋处焊缝对应的实际缺陷反射信号；将缺陷处的底波与第三孔(3)处的底波进行对比，如果实际缺陷反射信号比第三孔(3)的反射信号高，则判断空心支板扩散焊零件的非加强筋处焊缝不合格，反之，则判断空心支板扩散焊零件的非加强筋处焊缝合格。
4.根据权利要求2所述的一种空心支板扩散焊接头的超声检测方法，其特征在于，对加强筋进行检测的具体过程为：
先对对比试块的加强筋处焊缝进行检测，调节增益，将加强筋处焊接完好部位的底波调到80％，并将闸门位置设置在底波位置处，此时，在C扫描图像上能清楚识别到第一孔(1)和第二孔(2)，则时所用增益为空心支板加强筋超声检测所用灵敏度；
在不改变水浸超声C扫描系统的增益和闸门位置的情况下，检测空心支板扩散焊零件加强筋处焊缝，如果对比加强筋焊接部位底面反射波的高度低于第一孔(1)处的底波高度，则判断空心支板扩散焊零件的加强筋处焊缝不合格，反之，则判断空心支板扩散焊零件的加强筋处焊缝合格。
5.根据权利要求2所述的一种空心支板扩散焊接头的超声检测方法，其特征在于，非加强筋或加强筋处焊缝不合格时，则判断空心支板扩散焊零件不合格。
6.根据权利要求1所述的一种空心支板扩散焊接头的超声检测方法，其特征在于，第一孔(1)和第三孔(3)的直径为Φ0.8mm，第二孔(2)和第四孔(4)的直径为Φ0.4mm。
7.根据权利要求1所述的一种空心支板扩散焊接头的超声检测方法，其特征在于，水浸聚焦探头的频率为10MHz。
8.根据权利要求1所述的一种空心支板扩散焊接头的超声检测方法，其特征在于，水浸超声C扫描系统的型号为LS-200LP。
9.根据权利要求1所述的一种空心支板扩散焊接头的超声检测方法，其特征在于，第一孔(1)和第二孔(2)的孔间距为L1，L1大于25mm。
10.根据权利要求1所述的一种空心支板扩散焊接头的超声检测方法，其特征在于，第三孔(3)和第四孔(4)的孔间距为L1，L1大于25mm。
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