DE2227198A1

DE2227198A1 - DEVICE FOR ANGLE SOUNDING OF WORKPIECES

Info

Publication number: DE2227198A1
Application number: DE19722227198
Authority: DE
Inventors: Klaus Dipl Phys Dr Kolb; Martin Woelfel
Original assignee: KOLB KLAUS DR; Kolb Wolfgang Dipl-Ing
Current assignee: KOLB KLAUS DR; Kolb Wolfgang Dipl-Ing
Priority date: 1972-06-03
Filing date: 1972-06-03
Publication date: 1974-01-17

Description

Vorrichtung zur Winkelbeschallung von Werkstücken -Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Winkelbeschallung von Werkstücken mit einem Prürkol?f, insbesondere zur Schweißnahtprüfung. Mit einer derartigen Vorrichtung sollen Fehler im Werkstück nach Lage und Größe bestimmt werden. Die Fehler bilden dabei Reflexionsstellen für einen vom Prüfkopf ausgesendeten Schallstrahl, die Bestimmung der Fehlergröße läßt sich nur dann sicher durchführen, wenn der Fehler'senkrecht angeschallt wird. Device for angle sonication of workpieces -The invention relates to a device for angular sonication of workpieces with a Prürkol? f, especially for weld seam testing. With such a device should errors can be determined in the workpiece according to position and size. The errors form reflection points for a sound beam emitted by the probe, the determination of the size of the defect can only be carried out safely if the fault is sounded vertically.

Bekannte Prufköpfe besitzen feste Einschallwinkel, so gibt es Prüfköpfe für Stahl mit festen Einschallwinkeln von 350, 450, 600, 70° oder .800. Das bedeutet, daß zur sicheren Bestimmung der Behlergroße mit mehreren Prüfköpfen unterschiedlicher Einschallwinkel gearbeitet werden muß. Dabei entstehen jedoch Meßfehler, da jeder Prüfkopf seine eigene Charakteristik besitzt und somit in Verbindung mit einem erforderlichen elektronischen Teil jeweils eine in sich geschlossene Baueinheit bildet.Known probes have fixed angles of incidence, so there are probes for steel with fixed angles of incidence of 350, 450, 600, 70 ° or .800. That means, that for the reliable determination of the container size with several different probes Insonification angle must be worked. However, measurement errors arise because everyone Probe has its own characteristics and thus in connection with a required electronic part each forms a self-contained unit.

Der Erfindung liegt die, Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit der bei Verwendung eines Prüfkopfes mit einem festen Einschallwinkel Meßfehler weitgehend vermeidbar sind, die betriebssicher arbeitet und die einfach und billig in der Herstellung ist.The invention is based on the object, a device of the initially to create mentioned type, with the use of a probe with a fixed Insonification angle measurement errors are largely avoidable, which works reliably and which is easy and cheap to manufacture.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß der Prüfkopf auf ein Schall übertragendes, zwischen Werk stück und Prüfkopf angeordnetes Drehgestell gesetzt ist.To solve this problem, the invention provides that the test head on a sound-transmitting bogie arranged between the workpiece and the test head is set.

Dadurch kann unter Verwendung eines handelsüblichen Prüfkopfes mit einem festen Einschallwinkel der Einschallwinkel in das Werkstück stufenlos verstellt werden, so daß eine sichere Bestimmung der Fehlergröße im Werkstück durchführbar ist. Der Austausch verschiedener Prf'kö'pfe erübrigt sich, auch bei unterschiedlichen Einechallwinkeln in das Werkstück ist nur ein Prüfkopf mit einer PrüSkopfoharakteristik erforderlich, so daß in Verbindung mit dem notwendigen elektronischen Teil bei jedem Einschallwinkel in das Werkstück reproduzierbare Meßergebnisse vorliegen. Es lassen sich auch einwandfreie Meßergebnisse mit Prüfköpfen erzielen, deren Plexiglassohle durch häufiges Verschieben unmittelbar auf der Oberfläche von Werkstücken abgenutzt ist. Die dadurch bedingte Änderung des Einschallwinkels läßt sich durch die erfindungsgemäße Vorrichtung. kompensieren.This allows using a commercially available test head with The angle of incidence into the workpiece is continuously adjusted to a fixed angle of incidence so that a reliable determination of the size of the defect in the workpiece can be carried out is. The exchange of different test heads needless to say, too with different beam angles in the workpiece, only one test head is included a test head characteristic required, so that in connection with the necessary electronic part reproducible measurement results at every angle of incidence in the workpiece are present. Flawless measurement results can also be achieved with probes, their plexiglass sole by moving it frequently directly on the surface of Work piece is worn out. The resulting change in the angle of incidence through the device according to the invention. compensate.

Weiterhin kann die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Prufung von Oberflächenfehlern verwendet werden. Dazu wird der Schallstrahl in einem flachen Winkel auf die Oberfläche des Werkstückes gerichtet, der Winkel ist dabei größer als 800 zur Oberflächennormalen. Es entstehen dabei Oberflächenwellen, die z.B. an der Wand eines Risses reflektiert werden. Wenn die Dicke des zu messenden Werkstückes in der Größenordnung der Wellenlänge der Schallwellen liegt, können auch z.B. Doppelungen in derart dünnen Werkstücken festgestellt werden. Auch kann die erfindungsgemäße Vorrichtung zur exakten Kontrolle des Einschallwinkels eines Prüfkopfes, zur sogenannten Lieerkontrolle, verwendet werden. Dazu wird das Drehgestell mit dem Prifkopr solange geschwenkt, bis der vom Prüfkopf ausgesandte Schallstrahl an einem Testkörper optimal reflektiert wird, an einer am Drehgestell anzubringenden Skala kann dann der Einschallwinkel des Prüfkopfes direkt abgelesen werden, wobei Winkelabweichungen des Einschallwinkels von weniger als o,5° festgestellt werden können. Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich darüber hinaus durch eine besonders hohe Betriebssicherheit aus, sie ist einfach und sicher index Bedienung und billig in der Herstellung. Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung liegt der Schallaustrittspunkt des Prüfkopfes in der Drehachse des Drehgestelles.Furthermore, the device according to the invention can be used for checking surface defects be used. To do this, the sound beam hits the surface at a flat angle of the workpiece, the angle is greater than 800 to the surface normal. This creates surface waves that are reflected, for example, on the wall of a crack will. When the thickness of the workpiece to be measured is of the order of the wavelength the sound waves can also be duplicated in such thin workpieces, for example to be established. The device according to the invention can also be used for precise control of the insonification angle of a test head, used for the so-called delivery control will. To do this, the bogie with the Prifkopr is swiveled until the from Probe emitted sound beam on a test body optimally reflected The angle of incidence can then be measured on a scale to be attached to the bogie of the probe can be read directly, with angular deviations of the angle of incidence of less than 0.5 ° can be determined. The device according to the invention is also characterized by a particularly high level of operational reliability, they is easy and safe to use and cheap to manufacture. According to a Another feature of the invention is the sound exit point of the probe the axis of rotation of the bogie.

In einer Ausführungsform ist das Drehgestell aus einem im Querschnitt halbkreisförmigen Lagerteil und'einem Lagerbock mit einer halbkreisförmigen Lagermulde für das darin drehbare Lagerteil gebildet, auf dem der Prüfkörper angeordnet ist. Vorteilhafterweise sind der Lagerteil und der Lagerbock als Vollkörper aus Plexiglas ausgebildet. Zur Vermeidung von Fehlereinflüssen ist zwischen Lagerteil und Lagerbock ein Kupplungsmittel vorgesehen, als Kopplungsmittel wird Öl verwendet. Zur Vermeidung möglicher Meßfehler beträgt das Verhältnis der Breite des Drehgestelles zur Breite des Prüfkopfes etwa 1 bis 1,5.In one embodiment, the bogie is made of one in cross section semicircular bearing part and a bearing block with a semicircular bearing recess formed for the bearing part rotatable therein on which the test body is arranged. The bearing part and the bearing block are advantageously made as a solid body made of Plexiglas educated. To avoid the influence of errors, there is between the bearing part and the bearing block a coupling agent is provided, and oil is used as the coupling agent. To avoid possible measurement error is the ratio of the width of the bogie to the width of the probe about 1 to 1.5.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in der einzigen Figur dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.The invention is illustrated below with reference to one in the single figure Embodiment explained in more detail.

In einem Werkstück 1 befindet sich unter einem beliebigen -Winkel zur Oberfläche 2 des Werkstückes 1 ein Materialfehler 3,z.B. in einer nicht näher dargestellten Schweißnaht. Zur Ermittlung der Lage und der Größe des Materialfehlers 3 ist auf die Oberfläche 2 des Werkstückes 1 eine Vorrichtung 4 zur Winkelbeschallung gesetzt.In a workpiece 1 is at any angle to the surface 2 of the workpiece 1 a material defect 3, e.g. in one not closer weld seam shown. To determine the location and size of the material defect 3 is on the surface 2 of the workpiece 1 a device 4 for angular sound set.

Die Vorrichtung 4 besteht aus einem handelsüblichen Prüfkopf 5 und einem zwischen die Oberfläche 2 des Werkstückes 1 und den Prüfkopf 5 angeordneten Drehgestell 6. Der Prüfkopf 5 besitzt einen festen Einschallwinkel 7. Er ist mit einem nicht näher dargestellten elektronischen Teil zur Erzeugung eines Schallstrahles 8 und zur Auswertung des vom Materialfehler 3 zurückgeworfenen Schallstrahles verbunden.The device 4 consists of a commercially available test head 5 and one arranged between the surface 2 of the workpiece 1 and the test head 5 Bogie 6. The test head 5 has a fixed angle of incidence 7. It is with an electronic part, not shown in detail, for generating a sound beam 8 and connected to evaluate the sound beam reflected by the material defect 3.

Das Drehgestell 6 besteht aus einem im Querschnitt halbkreisförmigen Lagerteil 9 und einem Lagerbock 10, der auf der Oberfläche 2 des Werkstückes 1 zur Anlage kommt. Der Lagerbock 10 ist mit einer halbkreisförmigen Lagermulde 11 für das darin drehbare Lagerteil 9 versehen, auf dem der Prüfkörper 5 mittels einer nicht näher dargestellten Halterung angeordnet ist. Der Schallaustrittspunkt 12 des PrüS-kopfes 5 liegt in der Drehachse 13 des Drehgestells 6.The bogie 6 consists of a semi-circular in cross section Bearing part 9 and a bearing block 10, which is on the surface 2 of the workpiece 1 for Plant is coming. The bearing block 10 is with a semicircular bearing recess 11 for provided the bearing part 9 rotatable therein, on which the test body 5 by means of a bracket not shown is arranged. The sound exit point 12 of the test head 5 lies in the axis of rotation 13 of the bogie 6.

Der Lagerteil 9 und der Lagerbock 10 sind als Vollkörper aus Plexiglas ausgebildet. Beide Teile sind durch ein schallübertragendes Kopplungsmittel verbunden, im Ausführungsbeispiel ist als Kopplungsmittel Öl vorgesehen. Um Meßfehler weitgehend zu vermeiden, beträgt das Verhältnis der sich in zur Zeichenebene senkrechter Richtung erstreckenden Breite des Drehgestelles 6 zur sich in gleicher Richtung erstreckenden Breite des Prüfkopfes 5 etwa 1 bis 1,5.The bearing part 9 and the bearing block 10 are made as a solid body made of Plexiglas educated. Both parts are connected by a sound-transmitting coupling agent, in the exemplary embodiment, oil is provided as the coupling agent. To a large extent measurement errors to avoid is the ratio of the direction perpendicular to the plane of the drawing extending width of the bogie 6 to extending in the same direction Width of the test head 5 about 1 to 1.5.

Mit der beschriebenen Vorrichtung 4 kann die Bestimmung der Größe des Materialfehlers 3 optimal erfolgen. Dabei wird vorausgesetzt, daß der Prüfkopf 5 mit konstantem Druck auf der Oberfläche des Lagerteiles 9 gehalten ist und der Lagerteil 9 in der Lagermulde 11 des Lagerbockes 10 exakt drehbar gelagert ist. Somit bleiben die Kopplung zwischen dem Prüfkopf 5 und dem Lagerteil 9, zwischen dem Lagerteil 9 und dem Lagerbock 10 sowie zwischen dem Lagerbock 10 und der Oberfläche 2 des Werkstückes 1 konstant. Die Kopplung bleibt auch bei einer Änderung der Winkelstellung des auf dem Lagerteil 9 angeordneten Prüfkopfes 5 konstant. Um den Materialfehler 3 im Werkstück 1 optimal anzuschallen, wird, der Lagerteil 9 mit dem aufgesetzten Prüfkopf 5 so lange in der Lagermulde 11 verschwenkt, gegebenenfalls kann auch eine Translationsbewegung der Vorrichtung 4 auf der Oberfläche 2 des Werkstückes 1 erforderlich sein, bis.der Schallstrahl 8' senkrecht auf den Materialfehler 3 trifft. Es kann dann durch eine bekannte Methode die Ersatzfehlergröße des Materialfehlers 3 bestimmt werden. Die Lage des Materialfehlers 3 im Werkstück 1 kann direkt durch eine Messung der Laufzeit des Schallstrahles 8,8' ermittelt werden.The device 4 described can be used to determine the size of the material defect 3 take place optimally. It is assumed that the probe 5 is held with constant pressure on the surface of the bearing part 9 and the Bearing part 9 is exactly rotatably mounted in the bearing trough 11 of the bearing block 10. Thus, the coupling between the test head 5 and the bearing part 9 remain between the bearing part 9 and the bearing block 10 and between the bearing block 10 and the surface 2 of the workpiece 1 constant. The coupling remains even if the angular position is changed of the test head 5 arranged on the bearing part 9 is constant. To the material defect 3 to be optimally attached to the workpiece 1, the bearing part 9 with the attached Test head 5 pivoted in the storage trough 11 for so long possibly can also be a translational movement of the device 4 on the surface 2 of the workpiece 1 must be required until the sound beam 8 'is perpendicular to the material defect 3 meets. A known method can then be used to determine the substitute defect size of the material defect 3 can be determined. The location of the material defect 3 in the workpiece 1 can be determined directly a measurement of the transit time of the sound beam 8, 8 'can be determined.

Claims

Device for angle sonication of workpieces with a test head, in particular for testing weld seams, characterized in that the test head (5) on a sound-transmitting, arranged between the workpiece (1) and the test head (5) Bogie (6) is set.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the sound exit point (12) of the test head - (5) lies in the axis of rotation (13) of the bogie (6).

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the bogie (6) from a semi-circular in cross-section bearing part (9) and a bearing block (10) with a semicircular bearing recess (11) for the rotatable therein Bearing part (9) on which the test body (5) is arranged.

4. Apparatus according to claim 3, characterized in that the bearing part (9) and the bearing block (10) are designed as a solid body made of Plexiglas.

5. Apparatus according to claim 3, characterized in that the ratio the width of the bogie (6) to the width of the test head (5) is about 1 to 1.5. Blank page