CN115575498A - 一种航空轮胎焊接圈芯焊缝缺陷超声波在线检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种航空轮胎焊接圈芯焊缝缺陷超声波在线检测方法，属于超声波检测技术领域。本发明的步骤包括：首先连接设备，然后将工件和超声波探头放入液体介质中，调节超声波探头位置，对工件扫描及数据存储，最后对焊接圈芯焊缝的质量评定。本发明基于超声波无损检测技术对子午线航空轮胎的钢圈圈芯焊缝进行检测，取代传统的X射线检测方法，开展绿色检测，不会对周围环境产生辐射污染、成本降低，符合绿色制造的发展理念。
Description
技术领域
本发明涉及一种航空轮胎焊接圈芯焊缝缺陷超声波在线检测方法，属于超声波检测技术领域。
背景技术
钢圈是子午线航空轮胎骨架关键材料，由焊接圈芯和细钢丝缠绕而成，焊接圈芯焊缝质量直接影响子午线航空轮胎质量。子午线航空轮胎焊接圈芯工件曲率大且带有一定弧度，目前行业内普遍采用X光射线检测技术对焊接质量进行检测，但X光射线检测对周围的环境产生辐射污染、成本较高，不符合绿色发展需求，急需针对焊接圈芯的绿色无损检测方法。超声无损检测技术具有检测范围广、检测灵敏度高、对环境无污染、检测成本低、检测速度快等优点。本发明基于超声波无损检测技术对子午线航空轮胎的钢圈圈芯焊缝进行检测，取代传统的X射线检测方法，开展绿色检测。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述现有技术存在的问题，进而提供一种航空轮胎焊接圈芯焊缝缺陷超声波在线检测方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种航空轮胎焊接圈芯焊缝缺陷超声波在线检测方法，包括如下步骤：
S1依次连接液浸超声聚焦探头、多通道数字超声探伤仪、计算机，接通电源，打开计算机上的超声波波形数据采集软件，设置材料声速、延迟、增益、检测范围、脉冲移位等参数。
S2将超声探头和工件待检测区域没入液体介质中。使被检测焊接圈芯竖直放置，待检测区域处于最低点。
S3将液浸超声探头环绕待检测区域垂直布置，并使探头与被检测焊接圈芯横截面的角度为15～27°，探头发射端到工件的距离为15～25mm。
S4转动焊接圈芯，用超声波探头对圈芯进行扫描，如图4所示，并将检测数据发送至多通道超声波数字探伤仪内存卡中。具体扫描步骤如下：
1)转动焊接圈芯，使对圈芯进行快速扫描，液浸超声波检测探头将检测结果发送至多通道超声波探伤仪并存储在文件夹1内，根据超声回波的波型判断该区域是否存在缺陷，筛选焊缝可能存在缺陷的区域。对于可能存在缺陷的区域，进行如下操作。
2)慢速转动焊接圈芯，使液浸超声波检测探头对焊缝可能存在缺陷的区域进行扫描，固定间隔时间对数据进行记录，进行多次检测，检测结果依次发送至多通道超声波探伤仪并储存在多通道超声波探伤仪内存卡文件夹2中。
S5通过焊接圈芯的缺陷数据完成焊接圈芯焊缝质量的评定。具体评定方法如下：
1)若焊接圈芯对应的数据只存在于文件夹1中，则该圈芯为无缺陷的合格圈芯。
2)结合圈芯的转动速度和文件夹2中的数据，可得出缺陷的深度，以此判断该组数据对应的圈芯是否合格。
本发明的有益效果为：
本发明基于超声波无损检测技术对子午线航空轮胎的钢圈圈芯焊缝进行检测，取代传统的X射线检测方法，开展绿色检测，不会对周围环境产生辐射污染、成本降低，符合绿色制造的发展理念。
本发明填补了国内尚未有子午线航空轮胎焊接圈芯这种大曲率且带有一定弧度闭环工件的超声波检测研究这一空白。
附图说明
图1为本发明一种航空轮胎焊接圈芯焊缝缺陷超声波在线检测方法流程图。
图2为本发明一种航空轮胎焊接圈芯焊缝缺陷超声波在线检测方法的超声探头入射工件几何声线示意图一。
图3为本发明一种航空轮胎焊接圈芯焊缝缺陷超声波在线检测方法的超声探头入射工件几何声线示意图二。
图4为本发明一种航空轮胎焊接圈芯焊缝缺陷超声波在线检测方法的扫描示意图。
图5为本发明一种航空轮胎焊接圈芯焊缝缺陷超声波在线检测方法的双探头位置示意图。
图6为本发明一种航空轮胎焊接圈芯焊缝缺陷超声波在线检测方法的折射声束未照射到缺陷的超声波波型图。
图7为本发明一种航空轮胎焊接圈芯焊缝缺陷超声波在线检测方法的折射声束照射到缺陷的超声波波型图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明做进一步的详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式，但本发明的保护范围不限于下述实施例。
如图1至图7所示，本实施例所涉及的一种航空轮胎焊接圈芯焊缝缺陷超声波在线检测方法，包括：
实施例1
一种航空轮胎焊接圈芯焊缝缺陷超声波在线检测方法，如图1所示，具体步骤如下：
S1依次连接液浸超声聚焦探头、多通道数字超声探伤仪、计算机。接通电源，打开计算机上的超声波波形数据采集软件，设置增益、检测范围、脉冲移位等参数。
S2将超声探头和工件待检测区域没入液体介质中。使被检测焊接圈芯竖直放置，待检测区域处于最低点。
S3将液浸超声探头环绕待检测区域垂直布置，并使探头与被检测焊接圈芯横截面的角度为15～27°，探头发射端到工件的距离为15～25mm。
S4转动焊接圈芯，用超声波探头对圈芯进行扫描，如图4所示，并将检测数据发送至多通道超声波数字探伤仪内存卡中。具体扫描步骤如下：
1)转动焊接圈芯，使对圈芯进行快速扫描，液浸超声波检测探头将检测结果发送至多通道超声波探伤仪并存储在文件夹1内，根据超声回波的波型判断该区域是否存在缺陷，筛选焊缝可能存在缺陷的区域。对于可能存在缺陷的区域，进行如下操作。
2)慢速转动焊接圈芯，使液浸超声波检测探头对焊缝可能存在缺陷的区域进行扫描，固定间隔时间对数据进行记录，进行多次检测，检测结果依次发送至多通道超声波探伤仪并储存在多通道超声波探伤仪内存卡文件夹2中。
S5通过焊接圈芯的缺陷数据完成焊接圈芯焊缝质量的评定。具体评定方法如下：
1)若焊接圈芯对应的数据只存在于文件夹1中，则该圈芯为无缺陷的合格圈芯。
2)结合圈芯的转动速度和文件夹2中的数据，可得出缺陷的深度，以此判断该组数据对应的圈芯是否合格。
本实施例的检测流程如下：
依次连接液浸超声聚焦探头、多通道数字超声探伤仪、计算机。接通电源，打开计算机上的超声波波形数据采集软件，设置增益、检测范围、脉冲移位等参数。将液浸超声波聚焦探头于工件放入液体介质中。焊接圈芯焊缝处于最低点，焊接圈芯垂直放置，如图5所示，将双探头垂直布置在经过焊接区域的水平面与垂直面上，使液浸超声波检测探头与焊接圈芯横截面的角度即入射角为15～27°，超声波探头到工件的距离即水层厚度为15～25mm,液浸超声波检测探头开始对焊接圈芯焊缝进行检测并进行数据存储，根据超声回波的波型判断该区域是否存在缺陷，筛选焊缝可能存在缺陷的区域。如图6所示，为折射声束未照射到缺陷的超声波波型图。液浸超声波检测探头对焊缝可能存在缺陷的区域进行多次检测，检测结果依次发送至多通道超声波探伤仪并储存在多通道超声波探伤仪内存卡中，如图7所示，当超声A型波中出现缺陷回波时，即为折射声束照射在焊接缺陷上，通过结合圈芯转动速度和存储的数据，可计算出缺陷存在区域对应弧长，通过该弧长可大致计算出焊缝缺陷的深度。由此完成焊接圈芯焊缝质量的评定。
如图2所示，声波从水中入射到被检工件中时，产生折射横波，其中α为入射角，H为水层厚度，f为聚焦探头在水中的焦距，F为实际超声波焦点，F’为不考虑工件介质时的超声波焦点，C1是水中声速，C2是检测工件中的声速。
实际检测过程中，入射角α需要在一定范围内，计算方法如下，设C2l为工件内部纵波声速，C2s为工件内部横波声速。
图2和图3中圈芯均为竖直放置，且超声探头和工件待检测区域都是没入液体介质中，待检测区域处于最低点，图2和图3是表述不同视角下的几何声线分布。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，这些具体实施方式都是基于本发明整体构思下的不同实现方式，而且本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
Claims (3)
1.一种航空轮胎焊接圈芯焊缝缺陷超声波在线检测方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1依次连接液浸超声聚焦探头、多通道数字超声探伤仪、计算机，接通电源，打开计算机上的超声波波形数据采集软件，设置材料声速、延迟、增益、检测范围、脉冲移位参数；
S2将超声探头和工件待检测区域没入液体介质中，使被检测焊接圈芯竖直放置，待检测区域处于最低点；
S3将液浸超声探头环绕待检测区域垂直布置；
S4转动焊接圈芯，用超声波探头对圈芯进行扫描，并将检测数据发送至多通道超声波数字探伤仪内存卡中，具体扫描步骤如下：
1)转动焊接圈芯，使对圈芯进行快速扫描，液浸超声波检测探头将检测结果发送至多通道超声波探伤仪并存储在文件夹1内，根据超声回波的波型判断该区域是否存在缺陷，筛选焊缝可能存在缺陷的区域，对于可能存在缺陷的区域，进行如下操作；
2)慢速转动焊接圈芯，使液浸超声波检测探头对焊缝可能存在缺陷的区域进行扫描，固定间隔时间对数据进行记录，进行多次检测，检测结果依次发送至多通道超声波探伤仪并储存在多通道超声波探伤仪内存卡文件夹2中；
S5通过焊接圈芯的缺陷数据完成焊接圈芯焊缝质量的评定，具体评定方法如下：
1)若焊接圈芯对应的数据只存在于文件夹1中，则该圈芯为无缺陷的合格圈芯；
2)结合圈芯的转动速度和文件夹2中的数据，可得出缺陷的深度，以此判断该组数据对应的圈芯是否合格。
2.根据权利要求1所述的一种航空轮胎焊接圈芯焊缝缺陷超声波在线检测方法，其特征在于，所述S3中使探头与被检测焊接圈芯横截面的角度为15～27°。
3.根据权利要求1所述的一种航空轮胎焊接圈芯焊缝缺陷超声波在线检测方法，其特征在于，所述S3中探头发射端到工件的距离为15～25mm。
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