RU2641616C1 - Device for welded joint inspection - Google Patents
Device for welded joint inspection Download PDFInfo
- Publication number
- RU2641616C1 RU2641616C1 RU2016135481A RU2016135481A RU2641616C1 RU 2641616 C1 RU2641616 C1 RU 2641616C1 RU 2016135481 A RU2016135481 A RU 2016135481A RU 2016135481 A RU2016135481 A RU 2016135481A RU 2641616 C1 RU2641616 C1 RU 2641616C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- welded joint
- spot heating
- acoustic emission
- control
- emission system
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к неразрушающему контролю качества сварных соединений, в частности к контролю структурного состояния сталей и сплавов в зоне термического влияния сварного соединения и оцениванию размеров данной зоны.The invention relates to non-destructive testing of the quality of welded joints, in particular to monitoring the structural state of steels and alloys in the heat affected zone of the welded joint and evaluating the size of this zone.
Известно устройство, реализующее способ контроля сварных соединений, основанное на зависимости твердости сталей и сплавов в зоне термического влияния сварных соединений от их структурного состояния (патент РФ на изобретение №2296319, МПК G01N 27/80, G01N 27/83, 2006).A device is known that implements a control method for welded joints, based on the dependence of the hardness of steels and alloys in the heat affected zone of welded joints on their structural state (RF patent for the invention No. 2296319, IPC G01N 27/80, G01N 27/83, 2006).
Однако контроль сварных соединений, основанный на измерении твердости, имеет существенный недостаток, а именно в данном случае создаются локальные нарушения поверхности исследуемых изделий, что является недопустимым для отдельных образцов техники (например, ракетно-космической).However, the control of welded joints, based on the measurement of hardness, has a significant drawback, namely, in this case, local violations of the surface of the investigated products are created, which is unacceptable for individual samples of equipment (for example, space rocket).
Известно также устройство, реализующее способ контроля сварных соединений, при котором в процессе сварки на стадии формирования и охлаждения сварного шва выполняют акустико-эмиссионный контроль (патент РФ на изобретение №2102740, МПК G01N 29/04, 1998).Also known is a device that implements a method for controlling welded joints, in which acoustic emission control is performed during the welding process at the stage of formation and cooling of the weld (RF patent for the invention No. 2102740, IPC G01N 29/04, 1998).
Однако данное устройство, реализующее способ контроля сварных соединений, не позволяет оценивать размеры зоны термического влияния и выполнять контроль в данной зоне структурного состояния металла после охлаждения или после термической обработки сварного соединения.However, this device, which implements a method for controlling welded joints, does not allow one to estimate the size of the heat-affected zone and to perform control in this zone of the structural state of the metal after cooling or after heat treatment of the welded joint.
Наиболее близким по технической сути к предлагаемому изобретению является устройство для определения координат развивающихся дефектов, содержащее пьезоэлектрический датчик, установленный на контролируемом сварном соединении, аналитический блок акустико-эмиссионной системы, приспособление для точечного нагрева (авторское свидетельство СССР №794505, МПК G01N 29/04, 1981 г.).The closest in technical essence to the proposed invention is a device for determining the coordinates of developing defects, containing a piezoelectric sensor mounted on a controlled welded joint, an analytical unit of the acoustic emission system, a device for spot heating (USSR author's certificate No. 794505, IPC G01N 29/04, 1981).
Недостатком данного устройства является то, что его применение не позволяет оценить размеры зоны термического влияния сварного соединения и выполнить контроль структурного состояния сталей и сплавов в ней.The disadvantage of this device is that its use does not allow to evaluate the size of the zone of thermal influence of the welded joint and to control the structural state of steels and alloys in it.
Для исключения указанных недостатков при контроле сварных соединений возможно использование зависимости энергии акустико-эмиссионных сигналов от плотности распределения дислокаций в металлических материалах (Шпорт В.И. Пластическая деформация и разрушение металлических материалов авиационной техники. - М.: Машиностроение - 1, 2004. - 256 с., глава 2). Структурное состояние сталей и сплавов в зоне термического влияния, определяемое искаженностью кристаллической решетки и плотностью распределения дислокаций, можно оценить по значению суммарной энергии акустико-эмиссионных сигналов. Зная изменение данного значения в зависимости от расстояния до сварного шва, можно определить и размеры зоны термического влияния.To eliminate these shortcomings in the control of welded joints, it is possible to use the dependence of the energy of acoustic emission signals on the distribution density of dislocations in metallic materials (Shport V.I. Plastic deformation and fracture of metallic materials in aircraft technology. - M.: Mashinostroenie - 1, 2004. - 256 p., chapter 2). The structural state of steels and alloys in the heat-affected zone, determined by the distortion of the crystal lattice and the distribution density of dislocations, can be estimated from the value of the total energy of acoustic emission signals. Knowing the change in this value depending on the distance to the weld, it is possible to determine the size of the heat affected zone.
Таким образом, задачей предлагаемого изобретения является создание устройства для контроля сварных соединений, при использовании которого техническим результатом будут являться возможность оценивания размеров зоны термического влияния сварного соединения и контроль структурного состояния металлического материала в данной зоне сварных соединений.Thus, the objective of the invention is to provide a device for controlling welded joints, using which the technical result will be the ability to evaluate the size of the heat affected zone of the welded joint and to control the structural state of the metal material in this welded joint zone.
Этот технический результат при использовании предлагаемого устройства для контроля сварных соединений, содержащего функционально соединенные и объединенные в единую конструкцию пьезоэлектрический преобразователь, установленный на контролируемом сварном соединении, аналитический блок акустико-эмиссионной системы, приспособление для точечного нагрева, достигается тем, что оно снабжено последовательно соединенными координатно-передвижным устройством, на котором установлено приспособление для точечного нагрева, и блоком управления, который соединен с приспособлением для точечного нагрева и подключен к выходу аналитического блока акустико-эмиссионной системы.This technical result when using the proposed device for the control of welded joints, containing a piezoelectric transducer functionally connected and integrated into a single structure, mounted on a controlled welded joint, an analytical unit of the acoustic emission system, a device for spot heating, is achieved by the fact that it is equipped with series-connected coordinate - a mobile device on which a device for spot heating is installed, and a control unit I, which is connected to the device for spot heating and connected to the output of the analytical unit of the acoustic emission system.
Структурно-функциональная схема предлагаемого устройства изображена на фиг. 1.The structural and functional diagram of the proposed device is shown in FIG. one.
Устройство содержит приспособление для точечного нагрева 1, которое установлено на координатно-передвижное устройство 2, блок управления 3, пьезоэлектрический преобразователь 4, аналитический блок акустико-эмиссионной системы 5. Контролируемое сварное соединение обозначено на фиг. 1 позицией 6.The device comprises a device for
Устройство для контроля сварных соединений работает следующим образом.A device for controlling welded joints works as follows.
Для контроля сварного соединения 6 (фиг. 1) его подвергают термическому воздействию локально, в точке контроля, приспособлением для точечного нагрева 1 (фиг. 1). Точки контроля должны находиться на линии, перпендикулярной сварному шву. Расстояния между данными точками должно составлять от 3 до 5 мм. Для позиционирования приспособления для точечного нагрева 1 (фиг. 1) и его передвижения от одной контрольной точки к другой используется координатно-передвижное устройство 2 (фиг. 1). Контроль необходимо выполнять в обе стороны от сварного шва на расстояние, которое зависит от типа сварки и габаритов контролируемого объекта.To control the welded joint 6 (Fig. 1), it is subjected to thermal action locally, at the control point, by a device for spot heating 1 (Fig. 1). The control points should be on a line perpendicular to the weld. The distances between these points should be between 3 and 5 mm. To position the device for spot heating 1 (Fig. 1) and its movement from one control point to another, a coordinate-movable device 2 (Fig. 1) is used. The control must be performed on both sides of the weld at a distance that depends on the type of welding and the dimensions of the controlled object.
Возникновение градиента температур в контрольной точке, за счет термостеснения материала, станет причиной образования в нем напряженно-деформированного состояния. Это в свою очередь будет причиной движения дислокаций, которые будут сопровождаться акустико-эмиссионными сигналами.The occurrence of a temperature gradient at the control point, due to the thermal restriction of the material, will cause the formation of a stress-strain state in it. This, in turn, will cause the movement of dislocations, which will be accompanied by acoustic emission signals.
Пьезоэлектрический преобразователь 4 (фиг. 1), регистрирующий сигналы акустической эмиссии, необходимо устанавливать на расстоянии 10 мм от контрольной точки. Регистрируемые пьезоэлектрическим преобразователем 4 (фиг. 1) сигналы акустической эмиссии передаются в последовательно соединенный аналитический блок акустико-эмиссионной системы 5 (фиг. 1), где осуществляется их обработка, а именно суммирование энергии всех пришедших сигналов при нагреве контрольной точки.The piezoelectric transducer 4 (Fig. 1), recording acoustic emission signals, must be installed at a distance of 10 mm from the control point. The acoustic emission signals recorded by the piezoelectric transducer 4 (Fig. 1) are transmitted to a series-connected analytical unit of the acoustic emission system 5 (Fig. 1), where they are processed, namely, the summation of the energy of all incoming signals when the control point is heated.
Путем измерения суммарной энергии акустико-эмиссионных сигналов, инициированных движением дислокаций, выполняется контроль структурного состояния металла. Таким образом, структурное состояние металла контролируется по значению суммарной энергии акустико-эмиссионных сигналов. Чем она ниже, тем более неравновесной (искаженной) является структура.By measuring the total energy of acoustic emission signals initiated by the movement of dislocations, the structural state of the metal is monitored. Thus, the structural state of the metal is controlled by the value of the total energy of acoustic emission signals. The lower it is, the more nonequilibrium (distorted) the structure is.
По окончании приращения суммарной энергии акустико-эмиссионных сигналов результаты их обработок в данной контрольной точке передаются из выхода блока акустико-эмиссионной системы 5 (фиг. 1) на вход последовательно соединенного блока управления 3 (фиг. 1). В блоке управления сопоставляются данные аналитического блока акустико-эмиссионной системы 5 (фиг. 1) с данными координатно-передвижного устройства 2 (фиг. 1). Фиксируются значения суммарной энергии акустико-эмиссионных сигналов в данной точке контроля и координаты данной точки, после чего дается управляющая команда на выключение приспособления для точечного нагрева 1 (фиг. 1) и его перемещение координатно-передвижным устройством 2 (фиг. 1) в следующую точку контроля, где приспособление для точечного нагрева 1 (фиг. 1) будет включено. В новой контрольной точке описанные измерения будут повторены.At the end of the increment of the total energy of the acoustic emission signals, the results of their processing at this control point are transmitted from the output of the acoustic emission system unit 5 (Fig. 1) to the input of the serially connected control unit 3 (Fig. 1). The control unit compares the data of the analytical unit of the acoustic emission system 5 (Fig. 1) with the data of the coordinate-mobile device 2 (Fig. 1). The values of the total energy of acoustic emission signals at a given control point and the coordinates of this point are fixed, after which a control command is given to turn off the device for spot heating 1 (Fig. 1) and move it by a coordinate-movable device 2 (Fig. 1) to the next point control, where the device for spot heating 1 (Fig. 1) will be included. At the new control point, the described measurements will be repeated.
После сбора указанных данных в каждой контрольной точке строится зависимость суммарной энергии акустико-эмиссионных сигналов от расстояния до сварного шва. По указанной зависимости оценивается размер зоны термического влияния. Он определяется как расстояние между наиболее удаленными от сварного шва контрольными точками, в которых значение суммарной энергии акустических сигналов ниже, чем в основном (не подвергнутом термическому влиянию при сварке) металле сварного соединения.After collecting the specified data at each control point, the dependence of the total energy of acoustic emission signals on the distance to the weld is built. According to the indicated dependence, the size of the zone of thermal influence is estimated. It is defined as the distance between the control points farthest from the weld, at which the value of the total energy of the acoustic signals is lower than in the main (not subjected to thermal influence during welding) weld metal.
Таким образом, данное устройство может быть использовано при контроле сварных соединений металлоконструкций. Оно позволяет оценивать размер зоны термического влияния сварного соединения и структурное состояние сталей и сплавов в данной зоне.Thus, this device can be used to control welded joints of metal structures. It allows you to evaluate the size of the zone of thermal influence of the welded joint and the structural state of steels and alloys in this zone.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016135481A RU2641616C1 (en) | 2016-08-31 | 2016-08-31 | Device for welded joint inspection |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016135481A RU2641616C1 (en) | 2016-08-31 | 2016-08-31 | Device for welded joint inspection |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2641616C1 true RU2641616C1 (en) | 2018-01-18 |
Family
ID=68235689
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016135481A RU2641616C1 (en) | 2016-08-31 | 2016-08-31 | Device for welded joint inspection |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2641616C1 (en) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU705330A1 (en) * | 1978-06-05 | 1979-12-25 | Предприятие П/Я Р-6378 | Method of checking-up quality of welded joints |
| SU794505A1 (en) * | 1979-03-05 | 1981-01-07 | Предприятие П/Я Р-6378 | Device for determining coordinates of developing flaws |
| JPS5682445A (en) * | 1979-12-11 | 1981-07-06 | Toshiba Corp | Acoustic emission measuring apparatus |
| SU1221587A1 (en) * | 1984-06-19 | 1986-03-30 | Предприятие П/Я Р-6378 | Method of inspecting quality of weld joints |
| SU1422138A1 (en) * | 1987-03-23 | 1988-09-07 | Институт Электросварки Им.Е.О.Патона | Method of checking the quality of welded joints |
| RU2534448C1 (en) * | 2013-06-19 | 2014-11-27 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военно-космическая академия имени А.Ф. Можайского" Министерства обороны Российской Федерации | Control method of heat-affected zone of weld joints |
-
2016
- 2016-08-31 RU RU2016135481A patent/RU2641616C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU705330A1 (en) * | 1978-06-05 | 1979-12-25 | Предприятие П/Я Р-6378 | Method of checking-up quality of welded joints |
| SU794505A1 (en) * | 1979-03-05 | 1981-01-07 | Предприятие П/Я Р-6378 | Device for determining coordinates of developing flaws |
| JPS5682445A (en) * | 1979-12-11 | 1981-07-06 | Toshiba Corp | Acoustic emission measuring apparatus |
| SU1221587A1 (en) * | 1984-06-19 | 1986-03-30 | Предприятие П/Я Р-6378 | Method of inspecting quality of weld joints |
| SU1422138A1 (en) * | 1987-03-23 | 1988-09-07 | Институт Электросварки Им.Е.О.Патона | Method of checking the quality of welded joints |
| RU2534448C1 (en) * | 2013-06-19 | 2014-11-27 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военно-космическая академия имени А.Ф. Можайского" Министерства обороны Российской Федерации | Control method of heat-affected zone of weld joints |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Bjørheim et al. | A review of fatigue damage detection and measurement techniques | |
| Kumar et al. | Recent trends in industrial and other engineering applications of non destructive testing: a review | |
| Aggelis et al. | NDT approach for characterization of subsurface cracks in concrete | |
| Javadi et al. | Comparison between using longitudinal and shear waves in ultrasonic stress measurement to investigate the effect of post-weld heat-treatment on welding residual stresses | |
| Gadallah et al. | Residual stress measurement at the weld root of rib-to-deck welded joints in orthotropic steel bridge decks using the contour method | |
| Ji et al. | Non-contact detection of delamination in stainless steel/carbon steel composites with laser ultrasonic | |
| Vasilev et al. | Non-contact in-process ultrasonic screening of thin fusion welded joints | |
| Buenos et al. | Influence of grain size on the propagation of l cr waves in low carbon steel | |
| Kube et al. | Real-time characterization of laser-generated melt pools using ultrasound | |
| Hu et al. | Tomographic reconstruction of damage images in hollow cylinders using Lamb waves | |
| Zhang et al. | The measurement of weld morphology and inclusions using ultrasonics | |
| RU2534448C1 (en) | Control method of heat-affected zone of weld joints | |
| Joseph et al. | Evaluation of residual stresses in carbon steel weld joints by ultrasonic L cr wave technique | |
| Ahi et al. | Residual stress evaluation in friction stir-welded aluminum plates using finite element method and acoustic emission | |
| Chen et al. | Wall thickness measurement and defect detection in ductile iron pipe structures using laser ultrasonic and improved variational mode decomposition | |
| JP2004271281A (en) | Quantitative and nondestructive evaluation method for crack | |
| RU2641616C1 (en) | Device for welded joint inspection | |
| Souridi et al. | Simple digital image processing applied to thermographic data for the detection of cracks via eddy current thermography | |
| Han et al. | Combination of direct, half-skip and full-skip TFM to characterize multi-faceted crack | |
| Liakat et al. | Nondestructive testing and prediction of remaining fatigue life of metals | |
| Zhu et al. | Study on probability of detection for fatigue cracks in sonic infrared imaging | |
| Obeidat et al. | The effect of heating duration on the quantitative estimation of defect depth using sonic infrared imaging | |
| Matthias et al. | Laser-ultrasonic austenite grain size measurements in low-carbon steels | |
| Mroz et al. | Setting discrete yield-stress sensors for recording early component loading using eddy-current array technology and induction thermography | |
| Juhasz | STUDY ON NON-DISTRUCTIVE ULTRASOUND CONTROL. |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180901 |