[發(fā)明專利]一種激光焊接接頭專用的復(fù)合無(wú)損檢測(cè)裝置及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710046862.1
• 申請(qǐng)日: 2017-01-22
• 公開（公告）號(hào): CN106932415B
• 公開（公告）日: 2019-10-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 占小紅;余海松;周俊杰;卜星
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N23/04
• 分類號(hào): G01N23/04;G01N29/04
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務(wù)所 32237
• 代理人: 賀翔

本發(fā)明公開了一種激光焊接接頭專用的復(fù)合無(wú)損檢測(cè)裝置，包括X射線源、平板探測(cè)器；所述的X射線源位于焊縫工件的焊縫區(qū)域上方，平板探測(cè)器位于焊縫區(qū)域下方；所述的焊縫區(qū)域上方還設(shè)置有超聲相控陣探頭；本發(fā)明還公開了其檢測(cè)方法，該方法通過(guò)X射線檢測(cè)以及超聲相控陣檢測(cè)的復(fù)合檢測(cè)方法來(lái)檢測(cè)一個(gè)焊接構(gòu)件的同一部位，用這兩種檢測(cè)方法的兩種數(shù)據(jù)分析同一個(gè)位置，互相佐證，解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的無(wú)法定位缺陷在焊縫三維空間中的具體位置、檢測(cè)成像效果差等問(wèn)題。且定位精度更高，準(zhǔn)確性更好，檢測(cè)速度快，能夠滿足激光焊接缺陷在三維空間內(nèi)的定位及定量檢測(cè)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于激光焊接接頭無(wú)損檢測(cè)領(lǐng)域，尤其指代一種激光焊接接頭專用的復(fù)合無(wú)損檢測(cè)裝置及方法。

背景技術(shù)

激光焊接是利用高能量密度的激光束作為熱源的一種高效精密焊接方法。激光焊接過(guò)程屬熱傳導(dǎo)型，即激光輻射加熱工件表面，表面熱量通過(guò)熱傳導(dǎo)向內(nèi)部擴(kuò)散，通過(guò)控制激光功率、焊接速度、保護(hù)氣流量等參數(shù)，使工件熔化，形成特定的熔池。熔池內(nèi)的液態(tài)金屬凝固后形成焊縫，從而實(shí)現(xiàn)兩個(gè)被焊工件的連接。激光焊接具有能量密度高，焊接速度快、焊縫的深寬比大、晶粒細(xì)小以及熱影響區(qū)窄等優(yōu)點(diǎn)。已被成功應(yīng)用于航空航天，汽車制造以及微小型零件的精密焊接等領(lǐng)域。

激光焊接過(guò)程中由于材料熔化迅速、冷卻速度快以及受熱不均等原因，使得在焊接工藝參數(shù)選擇不當(dāng)?shù)那闆r下，焊縫內(nèi)易形成孔洞、裂紋等缺陷。在新技術(shù)應(yīng)用的同時(shí)，激光焊接缺陷的檢測(cè)問(wèn)題也隨之而出，對(duì)焊接缺陷的無(wú)損檢測(cè)也提出了更高的要求。

目前針對(duì)激光焊接缺陷的主要檢測(cè)方法有目視檢測(cè)、滲透檢測(cè)、超聲檢測(cè)和X射線檢測(cè)。目視檢測(cè)和滲透檢測(cè)只可以檢測(cè)出表面的缺陷。超聲檢測(cè)雖然能檢測(cè)出焊縫內(nèi)部的缺陷，但其主要反映缺陷在（y,z）坐標(biāo)平面內(nèi)的位置、形狀和大小信息，無(wú)法準(zhǔn)確定位缺陷在焊縫三維空間內(nèi)的具體位置。X射線檢測(cè)雖然能檢測(cè)出焊縫內(nèi)部的缺陷，但其主要反映缺陷在（x,y）坐標(biāo)平面內(nèi)的位置、形狀和大小信息，無(wú)法準(zhǔn)確定位缺陷在焊縫三維空間內(nèi)的具體位置。

針對(duì)以上問(wèn)題，如何實(shí)現(xiàn)激光焊接缺陷高精度三維無(wú)損檢測(cè)成為業(yè)界人士關(guān)心的重要課題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，公開了一種激光焊接接頭專用的復(fù)合無(wú)損檢測(cè)裝置及方法，本發(fā)明采用X射線檢測(cè)以及超聲相控陣檢測(cè)的復(fù)合檢測(cè)方法來(lái)檢測(cè)一個(gè)焊接構(gòu)件的同一部位，用這兩種檢測(cè)方法的兩種數(shù)據(jù)分析同一個(gè)位置，互相佐證。解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的無(wú)法定位缺陷在焊縫三維空間中的具體位置、檢測(cè)成像效果差等問(wèn)題。

本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種激光焊接接頭專用的復(fù)合無(wú)損檢測(cè)裝置，包括X射線源、平板探測(cè)器；所述的X射線源位于焊縫工件（母材）的焊縫區(qū)域上方，平板探測(cè)器位于焊縫區(qū)域下方，X射線源與平板探測(cè)器表面呈垂直關(guān)系，平板探測(cè)器表面與焊縫工件呈平行關(guān)系；所述的焊縫區(qū)域上方還設(shè)置有超聲相控陣探頭。

進(jìn)一步，所述的X射線源以及平板探測(cè)器通過(guò)第二數(shù)據(jù)線纜分別與圖像控制單元一端相連，圖像控制單元另一端連接于計(jì)算機(jī)。

進(jìn)一步，所述的超聲相控陣探頭通過(guò)第一數(shù)據(jù)線纜與顯示器相連。

本發(fā)明還公開了一種激光焊接接頭專用的復(fù)合無(wú)損檢測(cè)方法，該方法的具體步驟如下：

步驟1，酒精擦拭焊縫區(qū)域并涂上一層超聲檢測(cè)專用耦合劑；

步驟2，經(jīng)X射線檢測(cè)，標(biāo)注出各缺陷所在的(x,y)坐標(biāo)位置；

步驟3，經(jīng)超聲相控陣檢測(cè)，定位出缺陷所在的（y,z）坐標(biāo)位置；

步驟4，結(jié)合上述步驟2以及步驟3所得到的X射線檢測(cè)結(jié)果與超聲相控陣檢測(cè)結(jié)果，從而獲得缺陷在焊縫內(nèi)的三維坐標(biāo)位置。

進(jìn)一步，所述的步驟1具體為：

1.1， 對(duì)激光焊接接頭，使用機(jī)加工方法將焊縫余高和表面污染物去除，使焊縫表面保持光滑平整；