RU1789917C - Способ ультразвукового контрол изделий - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к неразру- ша- ющему контролю. Цель изобретени  - повышение качества контрол  па ного соединени  мелко чеистых сот. Способ заключаетс  в том, что возбуждают ультразвуковые колебани , принимают отраженные эхо-сигналы. В качестве контактной жидкости используют воду, подаваемую под давлением на контролируемое изделие, при этом сотовые  чейки заполн ют направленной струей воды до вытеснени  пузырьков воздуха, а ультразвуковые колебани  возбуждают в стенке сот путем ввода в их поверхность продольной ультразвуковой волны под углом 85-87°. Между соплом дл  подачи воды может быть установлен перед ультразвуковым преобразователем в направлении сканировани  экран, расход жидкости через сопло устанавливают 1-1,5 л/мин. 1 з. п. ф-лы, 3 ил. ел С

Description

Изобретение относитс  к ультразвуковому дефектоскопии и может быть использовано дл  вы влени  дефектов па ного соединени  мелко чеистых сот и обшивки.

Известен импедансный акустический метод контрол , заключающийс  в регистрации изменени  механического импеданса контролируемого издели  в зоне его касани  с преобразователем, возбуждающим в изделии изгибные колебани  звуковых частот .

Недостатками такого способа  вл етс  низка  чувствительность контрол , невозможность использовани  способа дл  контрол  мелко чеистых сот.

Наиболее близким техническим реше- нием к предлагаемому  вл етс  ультразвуковой контроль изделий с использованием свободных струй воды в качестве контактной среды ультразвука. При этом ультразвуковые преобразователи выполн ютс  в виде форсуночных коробок, установленных на некотором рассто нии от контролируемого издели .

При ультразвуковом контроле па ных сотовых конструкций этот способ также не дает положительных результатов. Вода, используема  в качестве контактной среды, не заполн ет полости сотовых  чеек ввиду малых их объемов и высокого поверхностного нат жени  воды. Остающиес  в  чейках пузырьки воздуха преп тствуют вводу ультразвуковых колебаний в стенки  чеек. Используемые углы падени  ультразвуковых колебаний не обеспечивают их ввод в стенки сот и прием отраженных волн при применении эхо-импульсного метода контрол  со стороны открытых торцов сот. Боль 00

о

ч

шие габариты ультразвуковых преобразователей не позвол ют проводить односторонний контроль малогабаритных изделий, не обеспечивают необходимую чувствительность . ;: ..: „:уч.;

Цель изобретени  - повышение качества кЪнтрол  па нЬгосоединени  мелко чеистых Йот пу/е мч в йОда: ультразвуковых колебаний в стенки сотовы х  чеек и регистрации отраженных от непропа нных торцов сот ультразвуковых колебаний, по наличию которых и суд т о качестве па ной конструкции ,

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в изделии возбуждают ультразвуковые колебани  ультразвуковым преобразователем и принимают отраженные эхо-сигналы, при этом в качестве контактной жидкости используют воду, подаваемую под давлением на контролируемое изделие с помощью сопла , сотовые  чейки заполн ют направленной струей воды до вытеснени  пузырьков воздуха, а ультразвуковые колебани  возбуждают в стенках сот путем ввода в их поверхность продольной ультразвуковой волны под углом 85 - 87°. При автоматическом контроле сопло дл  подачи контактной воды устанавливают перед ультразвуковым преобразователем-в направлении сканировани , между соплом и преобразователем помещают экран и расход жидкости через сопло устанавливают 1,0-1,5 л/мин.

В отличий от прототипа в предлагаемом способе ультразвуковой контроль издели  провод т, предварительно погрузив его в ванну с жидкостью, эхо-импульсным методом с одной стороны - со стороны открытых торцов па ных сот, обеспечива  ввод и прием отраженных ультразвуковых колебаний. Направленна  стру  жидкости используетс  дл  заполнени  водой полостей  чеек и вытеснени  пузырьков воздуха, преп тству-. ющих вводу в стенки  чеек ультразвуковых колебаний. Преобразователь, используемый дл  контрол , выполнен по раздельно-, совмещенной схеме. Излучатель и приемник ультразвуковых колебаний объе- динены в общий малогабаритный блок. При автоматическом контроле малогабаритный блок преобразователей совмещают с соплом формировани  струи жидкости, которые в цел х устранени  ложных срабатываний и повышени  надежности конт- рол  разделены экраном,

На фиг. 1 представлена конструкци  издели  с сотами, вид спереди; на фиг. 2 - сотова  конструкци , вид сверху; на фиг. 3 - пример конкретной реализации способа при автоматическом контроле сотовых конструкций , например, кольцевой формы.

Показателем качественного па ного соединени  сотовой конструкции  вл етс  отсутствие зазора между торцами сотовых  чеек 2 с обшивкой 1 и наличие галтели 3,

образованной припоем (фиг. 1 и 2). При ультразвуковом контроле показателем дефекта 6 {фиг. 1)  вл етс  наличие акустической границы раздела между торцами сот и обшивкой . Ультразвуковые колебани , излуча сь 0 преобразователем 4, ввод тс  в стенку со . товой  чейки под углом а(фиг. 1), распростран  сь по стенкам сотовых  чеек, ультразвуковые волны отражаютс  от непропа нных торцов сот. Отраженные ульт5

развуковые волны принимаютс  приемным

преобразователем 5 (фиг. 1).

Известно, что дл  возбуждени  различных типов волн углы ввода ультразвуковых колебаний в поверхность издели  практи0 чески не превышают 70°. В результате проведенных экспериментов авторами установлено, что наибольша  амплитуда вводимых в стенки сотовых  чеек ультразвуковых колебаний соответствует углам ввода

5 более 80° и с увеличением угла измен етс  незначительно. Оптимальным углом ввода  вл етс  угол, выбранный в диапазоне 85- 87°, Выбор угла ввода в пределах этого диапазона обеспечивает при малых габаритах

0 преобразовател  наибольшую амплитуду вводимых в изделие ультразвуковых колебаний и высокую чувствительность контрол  (1-2 непропа нные сотовые  чейки). Наличие диапазона углов ввода позвол ет сни5 зить требовани  к точности обеспечени  углов при изготовлении преобразовател , позвол ет упростить его конструкцию и использовать типовую технологию изготовлени  преобразовател ,

0 Использование углов ввода колебаний меньше 85° ведет к увеличению габаритов преобразовател . Выполнение угла ввода более 87° вызывает уменьшение амплитуды вводимых в изделие колебаний и по вление

5 эхо-сигналов, отраженных от дна (обшивки) сотовых  чеек. Ультразвуковые колебани  распростран ютс  в жидкости, заполн ющей полость сотовой  чейки, их скорость мало отличаетс  от скорости распростране0 ни  ультразвуковых волн в стенках  чейки, а интенсивность отраженного сигнала этих колебаний резко возрастает по мере увеличени  угла ввода свыше 87°.

В предлагаемом решении ультразвуко5 вой контроль сотовой конструкции производ т в жидкой среде, в качестве которой использована вода. Однако при погружении сотовой конструкции в воду в сотовых  чейках образуютс  воздушные пробки пузырьки), которые преп тствуют вводу

ультразвуковых колебаний в стенки сотовых  чеек. Применение воды в качестве жидкой среды, например, по сравнению с керосином более технологично и совершенно безвредно дл  обслуживающего персонала. Дл  заполнени  сотовых  чеек водой авторами предложен способ вытеснени  пузырьков воздуха из сотовых  чеек направленной в полость  чейки под давлением струей жидкости.

Пример реализации способа при автоматическом контроле сотовых конструкций кольцевой формы приведен на фиг. 3. Деталь 7 помещают в ванну 10, заполненную водой. Над поверхностью сот располагают ультразвуковой преобразователь 8 и сопло 9, объединенные в общий блок и разделенные экраном 13. Между поверхностью сот и плоскостью преобразовател  8. а также между поверхностью сот и торцом сопла 9 оставл ют зазор, который предотвращает износ и повреждение сопла и преобразовател , а также возможное при касании см тие стенок сотовых  чеек. Экран 13 устанавливают без зазора с поверхностью сот. Дл  предотвращени  см ти  сотовых  чеек экран выполн ют из эластичного материала , например резины, толщиной 0.5- 1,0 мм. С помощью насоса 11, погруженного в емкость с водой 12 жидкость подаетс  в сопло 9. Дл  поддержани  посто нного уровн  воды в ванне 10, достаточно дл  того , чтобы наконечник сопла 9 и преобразователь 8 были погружены в жидкость, ванна 10 снабжена трубкой слива воды в емкость 12. Вода циркулирует в замкнутой системе и ее расход не происходит (за-исключением испарени  и выноса деталью). Вращение сотовой конструкции в ванне 10 осуществл етс  с помощью известных устройств с электроприводом (не показано).

Ультразвуковой преобразователь 8 выполнен по раздельно-совмещенной схеме.

При ручном контроле способ реализуетс  следующим образом.

Контролируемое изделие погружают в ванну с водой таким образом, чтобы уровень жидкости был на 5-10 мм выше поверхности свободных торцов сот и обеспечивалс  свободный доступ к полост м  чеек. С помощью, например, груши- спринцовки производ т заполнение сотовых  чеек водой, дл  чего из груши выдавливают воздух, погружают ее наконечник в ванну с водой, где находитс  контролируемое изделие, наполн ют грушу водой, не вынима  наконечника груши из воды, перемещают его к поверхности сот и, расположив его вертикально к плоскости свободных торцов сот, постепенно выдавливают жидкость из груши, направл   струю воды во внутреннюю полость  чеек, перемещают наконечник груши вдоль сот, обеспечива  заполнение их жидкостью. На- 5 правленна  под давлением стру  воды вытесн ет воздух из полостей  чеек и заполн ет их водой. Процесс заполнени  сот водой контролируетс  визуально. Если в сотах просматриваютс  пузырьки воздуха.

0 процесс повтор ют. Не вынима  издели  из жидкости, со стороны открытых, заполненных водой полостей  чеек устанавливают на изделие ультразвуковой преобразователь и, сканиру  изделие преобразователем, про5 вод т контроль. В случае наличи  непропа нных с обшивкой торцов сот на экране дефектоскопа по вл етс  эхо-сигнал,  вл ющийс  признаком дефекта.

При автоматическом контроле изделий

0 в виде колец способ реализуетс  следующим образом (фиг. 3). Изделие погружают в ванну с жидкостью и включают подачу воды в сопло. Затем включают привод вращени  издели . Вращение издели  должно проис5 ходить в направлении от сопла подачи воды к ультразвуковому преобразователю. Стру  жидкости из сопла вытесн ет воздух из полости  чеек и заполн ет их водой. Заполненные водой  чейки при вращении детали

0 поступают в рабочую зону преобразовател , где происходит контроль.

Экспериментально установлено, что дл  гарантированного заполнени  полостей сотовых  чеек водой расход жидкости через

5 сопло должен быть в пределах 1,0-1,5 л/мин. При расходе меньше 1 л/мин заполнение сотовых  чеек водой не происходит. При расходе более 1,5 л/мин интенсивное вытеснение пузырьков воздуха и воды из

0 полостей  чеек ведет к по влению ложных эхо-сигналов и срабатыванию дефектоскопической аппаратуры. Возможное все же по вление пузырьков воздуха и потоков жидкости в зоне преобразовател  при оп5 тимальном расходе воды через сопло предотвращаетс  экраном между преобразователем и соплом.

Эффективность предложенного способа ультразвукового контрол  заключаетс  в

0 обеспечении контрол  па ного соединени  мелко чеистых сот и обшивки путем заполнени  полостей сотовых  чеек контактной жидкой средой, в качестве которой использована вода, ввода в стенки  чеек ультра5 звуковых колебаний и приема отраженных эхо-сигналов, в простой технологии ручного контрол , в возможности автоматизации контрол  при минимальных затратах.

Эффективность предложенного способа подтверждена экспериментально. Способ может быть рекомендован дл  использовани  в промышленности дл  контрол 

качества па ных соединений мелко чеистых сот.

Claims (2)

1. Формула изобретени  1. Способ ультразвукового контрол  изделий , заключающийс  в том, что в изделии возбуждают ультразвуковые колебани  ультразвуковым преобразователем и принимают отраженные эхо-сигналы, при этом в качестве контактной жидкости используют воду, подаваемую под давлением на контролируемое изделие с помощью сопла, отличающийс  тем, что, с целью повышени  качества контрол  па ного соединени  мелко чеистых сот, сотовые  чейки заполн ют направленной струей воды до вытеснени 

   КЪЗ detp& ;macK0r t/

   SPvr.J.

   иг.8

   пузырьков воздуха, а ультразвуковые колебани  возбуждают в стенках сот путем ввода в их поверхность продольной ультразвуковой волны под углом 85-87°.
2. 2. Способ по п. 1, отличающийс  тем, что при.автоматическом контроле сопло дл  подачи контактной воды устанавливают перед ультразвуковым преобразователем в направлении сканировани , между соплом и преобразователем помещают экран и расход жидкости через сопло устанавливают 1-1,5 л/мин.

   к /3