CN117517477A - 一种超声波探伤标样的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于超声波探伤技术领域，公开了一种超声波探伤标样的制备方法，所述方法包括如下步骤：步骤1：将靶材和背板通过M型齿的啮合绑定方式，进行冷等静压绑定；步骤2：以M型齿最顶端位置，调整预设绑定波，按照M齿的最顶端位置到靶材底部的厚度来确定水距，进行超声波扫描，得到C扫描图；步骤3：在靶材中切割多个区域的样品做抗拉强度测试，并取平均值；步骤4：以步骤1的方式重新制备相同的靶材，并按照步骤2的参数进行超声波扫描，按照步骤3的方式进行抗拉强度测试，进行结果对比。本发明以M齿的最顶端位置到靶材底部的厚度来确定水距，保证扫描的准确性，并且本方法流程简单，成本低，不需要预设缺陷检测位。
Description
技术领域
本发明属于超声波探伤技术领域，具体涉及一种超声波探伤标样的制备方法。
背景技术
超声波探伤是一种无损检测方式，在不破坏被检测物件的基础上以物理方法扫描内部缺陷。超声波探伤利用被检测物件内部声特性阻抗的改变来探测内部缺陷，该方法探测缺陷灵敏，可以检测最小0.2mm的缺陷，甚至更小。
CN202210906833.9公开了一种用于靶材的超声无损探伤检测方法，包括如下步骤：靶材预处理步骤：将样品靶材与焊料结合，然后挑选焊料的局部作为检测位并进行去金属化，以形成实际预设缺陷检测位。结合步骤：将样品靶材与背板结合在一起，以形成产品。检测步骤：将产品置入水池平台放平，根据水距公式：d＝F–δ*(V1/V0)；其中，F为扫描探头焦距；δ为样品靶材厚度；V1为样品靶材的声速；V0为水的声速；调节水距d并将扫描设备的扫描探头的焦点放到探伤位置，直至扫描设备显示的缺陷点面积与实际预设缺陷检测位的面积相同或相近。其能够使得检测员准确地知晓检测设备的检测结果是否精准，从而使得批量靶材的流水线检测作业更加准确。
上述的技术方案通过在靶材上挑选焊料的局部作为检测位并进行去金属化，以形成实际预设缺陷检测位，在扫描时，扫描设备显示的缺陷点面积与实际预设缺陷检测位的面积相同或相近，来判断检测设备的检测结果是否精准，但是上述技术方案只应用于扫描靶材内部缺陷，无法准确的判断靶材和背板的绑定情况，并且通过预设缺陷检测位的方法相对复杂。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述问题，提供了一种超声波探伤标样的制备方法，本制备方法以M齿的最顶端位置到靶材底部的厚度来确定水距，进行超声波扫描，保证了超声波探头聚焦位置在绑定强度最大的位置，通过重新制备相同靶材进行C扫描图的结果对比，来确定超声波扫描的参数，保证扫描的准确性，并且本方法流程简单，成本低，不需要预设缺陷检测位。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种超声波探伤标样的制备方法，所述方法包括如下步骤：
步骤1：将靶材和背板通过M型齿的啮合绑定方式，进行冷等静压绑定；
步骤2：以M型齿最顶端位置，调整预设绑定波，按照M齿的最顶端位置到靶材底部的厚度来确定水距，进行超声波扫描，得到C扫描图；
步骤3：在靶材中切割多个区域的样品做抗拉强度测试，并取平均值；
步骤4：以步骤1的方式重新制备相同的靶材，并按照步骤2的参数进行超声波扫描，按照步骤3的方式进行抗拉强度测试，进行结果对比。
在上述的制备方法中，所述步骤1中，靶材的上设有M型凹部，背板上设有与M型凹部匹配的M型凸起，所述M型凸起与M型凹部的配合为所述M型齿的啮合绑定方式。
在上述的制备方法中，所述步骤2中，超声波扫描绑定采用C扫描设备。
在上述的制备方法中，所述步骤2中，超声波扫描的预设绑定波为35～45％，包括但不限于35％、36％、37％、38％、39％、40％、41％、42％、43％、44％、45％。
在上述的制备方法中，所述步骤2中，超声波扫描的水距根据水距公式：d＝F–δ*(V1/V0)；其中，F为扫描探头焦距；δ为靶材厚度；V1为靶材声速；V0为水的声速；调节水距d并将扫描探头的焦点放到探伤位置。
在上述的制备方法中，所述扫描探头与靶材为垂直状态。
在上述的制备方法中，所述步骤3中，切割5～9个区域进行抗拉强度测试。
在上述的制备方法中，所述5～9个区域以靶材的圆心为基础，并沿圆心的十字径向方向布置。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明以M齿的最顶端位置到靶材底部的厚度来确定水距，进行超声波扫描，保证了超声波探头聚焦位置在绑定强度最大的位置，通过重新制备相同靶材进行C扫描图的结果对比，来确定超声波扫描的参数，保证扫描的准确性，并且本方法流程简单，成本低，不需要预设缺陷检测位。
附图说明
图1是实施例1的M齿结构示意图；
图2是实施例1的抗拉测试区域选取图；
图3是实施例1的C扫描图；
图4是实施例2的C扫描图；
图5是实施例3的C扫描图；
图6是实施例4的C扫描图；
图7是对比例1的C扫描图；
图8是对比例2的C扫描图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本实施例以Al靶材为例进行说明。
一种超声波探伤标样的制备方法，所述方法包括如下步骤：
步骤1：将靶材B和背板A通过M型齿的啮合绑定方式，进行冷等静压绑定；以下称为样品靶材；
步骤2：取M型齿最顶端位置，采用型号为UT-03的C扫描设备，调整预设绑定波为40％，选用焦距为4英寸的探头，水距为70.5mm，保证探头与样品靶材为垂直状态，进行超声波扫描绑定，得到C扫描图；
步骤3：在样品靶材中，以样品靶材的圆心为基础，并沿圆心的十字径向方向布置切割9个区域，的样品做抗拉强度测试，并取平均值；
不进行步骤4。
实施例2
只进行步骤4，重新制备相同的靶材，按照实施例1中步骤2的参数进行超声波扫描，得到C扫描图，并按照实施例1中步骤3的方式进行抗拉强度测试。
实施例3
与实施例1基本相同，区别在于，在步骤2中，绑定波为35％。
实施例4
与实施例1基本相同，区别在于，在步骤2中，绑定波为45％。
对比例1
与实施例1基本相同，区别在于，在步骤1中，不进行冷等静压绑定。
对比例2
与实施例1基本相同，区别在于，在步骤2中，取M型齿最底端位置。
分别采用实施例1～4对比例1～2中所述的制备方法制备得到附图3～8的C扫描图后，对C扫描图进行对比分析，分析结果如下：
1.通过实施例1和实施例2的结果可知，实施例2通过步骤4重新制备了相同的靶材后，按照实施例1中步骤2的参数进行超声波扫描，而从实施例2的附图4中可以看出，实施例1的深色区域要比实施例2的要密集，实施例1的绑定效果要比实施例2的绑定效果要好，所以在没有出现结果更好的C扫描图的情况下，则认为实施例1的附图3为靶材的绑定标样，后续的靶材的C扫描图可通过与附图3进行对比，从而判断靶材的绑定情况。
2.通过实施例1、实施例3、实施例4的结果可知，预设绑定波的选择会影响到图像的分辨率和穿透深度，实施例3中采用的35％的绑定波虽然可以提供更高的分辨率，能够看清细小的细节，但是穿透深度相对较浅，无法判断M齿顶部以下的绑定效果；而实施例4中采用的45％的绑定波可以提供较大的穿透深度，但是细节显示欠佳，而实施例1中采用的40％的绑定波既能够提高较高的分辨率，同时也具备较好的穿透深度，所以实施例1的结果要略优于实施例3和实施例4。
3.通过实施例1和对比例1的结果可知，在靶材和背板不进行冷等静压时，靶材和背板不能完成绑定。
4.通过实施例1和对比例2的结果可知，在M齿的最底端是实际绑定效果最差的位置，如果这个位置设定为绑定效果好的绑定波40％的话，那么在M齿最顶端的位置理论绑定效果会更好，那么这个位置绑定波高会更低，对比例2中的图8可以看出，分不清哪个位置绑定的好坏，波高越低证明绑定效果越好，以M齿最底端调整绑定波40％的话，会导致实际绑定不好的地方扫描的结果显示绑定效果好，会引起对绑定效果的错误判断。但是实施例1所测的扫描图片图1显示的M齿的最低端和最顶端的绑定差异就很明显，我们可以清楚的看到M齿最顶端的位置颜色更深绑定效果更好。
综上所述，本发明以M齿的最顶端位置到靶材底部的厚度来确定水距，进行超声波扫描，保证了超声波探头聚焦位置在绑定强度最大的位置，通过重新制备相同靶材进行C扫描图的结果对比，来确定超声波扫描的参数，保证扫描的准确性，通过实验结果可知，以M齿的最顶端位置到靶材底部的厚度来确定水距，通过设置40％的绑定波，对靶材和背板的绑定情况的判断更为准确。
尽管已经示出和描述了本发明的实施方式，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (8)
1.一种超声波探伤标样的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
步骤1：将靶材和背板通过M型齿的啮合绑定方式，进行冷等静压绑定；
步骤2：以M型齿最顶端位置，调整预设绑定波，按照M齿的最顶端位置到靶材底部的厚度来确定水距，进行超声波扫描，得到C扫描图；
步骤3：在靶材中切割多个区域的样品做抗拉强度测试，并取平均值；
步骤4：以步骤1的方式重新制备相同的靶材，并按照步骤2的参数进行超声波扫描，按照步骤3的方式进行抗拉强度测试，进行结果对比。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤1中，靶材的上设有M型凹部，背板上设有与M型凹部匹配的M型凸起，所述M型凸起与M型凹部的配合为所述M型齿的啮合绑定方式。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤2中，超声波扫描绑定采用C扫描设备。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤2中，超声波扫描的预设绑定波为35～45％。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤2中，超声波扫描的水距根据水距公式：d＝F–δ*(V1/V0)；其中，F为扫描探头焦距；δ为靶材厚度；V1为靶材声速；V0为水的声速；调节水距d并将扫描探头的焦点放到探伤位置。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述扫描探头与靶材为垂直状态。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤3中，切割5～9个区域进行抗拉强度测试。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述5～9个区域以靶材的圆心为基础，并沿圆心的十字径向方向布置。
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