[發明專利]電弧塞焊接頭的相控陣超聲自動檢測方法

有效

• 申請號: 201710057664.5
• 申請日: 2017-01-26
• 公開（公告）號: CN106814135B
• 公開（公告）日: 2019-03-15
• 發明（設計）人: 徐國成;田雨闊;王亭;谷曉鵬
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: G01N29/04
• 分類號: G01N29/04
• 代理公司: 吉林長春新紀元專利代理有限責任公司 22100
• 代理人: 王怡敏

本發明涉及一種電弧塞焊接頭的相控陣超聲自動檢測系統及方法，屬于無損檢測領域。三維滑移臺固定在探傷臺的上表面，旋轉掃查裝置安裝在Z軸移動單元下端，X軸、Y軸、Z軸移動單元上的伺服電機及探頭旋轉裝置上的伺服電機通過線纜連接到伺服電機驅動器上，伺服電機驅動器通過線纜連接到伺服電機運動控制卡上，伺服電機運動控制卡插在工控機的PCI插槽上；相控陣超聲探頭的探頭激勵信號的輸入端與相控陣超聲檢測儀的探頭激勵信號輸出端連接，相控陣超聲檢測儀的超聲回波信號數據輸出端通過網線與工控機網口連接。優點在于：對塞焊接頭位置自動定位，并進行缺陷自動識別檢測，提高檢測效率，同時裝置結構簡單，避免人工檢測缺陷的漏檢及誤檢。

技術領域

本發明涉及無損檢測領域，特別涉及一種電弧塞焊接頭的相控陣超聲自動檢測系統及方法。用于凍干機的擱板的無損檢測。

背景技術

擱板是凍干機中的重要的組成部件之一，是一種不銹鋼板電弧塞焊密封結構，如圖1所示。它主要的作用是對承載凍干物品進行熱量交換。而電弧塞焊以其焊接質量高、成本低、易修補的特點被普遍的應用于擱板生產過程。擱板的塞焊采用TIG焊接方法，因此在焊接的過程存在諸多的不穩定性如焊接規范未執行，焊槍角度不正確，焊工操作不熟練，導電嘴因磨損孔徑與焊絲不合適，焊絲、焊件及保護氣體中含有水分原因，導致未熔合與未焊透等焊接缺陷的產生，而其中根部未熔缺陷會成為一種裂紋的擴展源在長期的熱循環的作用下擴展到擱板的表面，導致擱板密封性失效，進而造成其內部導熱油的泄漏污染凍干物品，尤其對凍干較昂貴藥品的污染，會造成巨大的經濟損失。因此能否可靠的檢測出裂紋源及裂紋缺陷是保證擱板生產質量以及避免擱板在使用過程中漏液的關鍵。目前對擱板電弧塞焊接頭的檢測方法主要有兩種，一種是采用雙真空檢漏技術，即擱板置于凍干室內，擱板內抽真空，擱板外抽真空，利用不斷改變兩側的真空度進行對擱扳的檢漏。雖然檢測效率高，但此方法只能對已經泄露的擱板進行檢測。對于未擴展到表面的裂紋源缺陷則無法檢測。另一種是運用常規超聲無損檢測的方法進行檢測，由于擱板表面經過刨平處理，因此難以對塞焊焊點的位置進行定位，降低了檢測效率，同時由于檢測分辨率低，難以準確的分辨裂紋源缺陷，因此會造成一定的誤判，從而也增加的返修量。與常規超聲相比相控陣超聲檢測對聲束進行電子聚焦與偏轉與掃查，電子聚焦可在會出現缺陷的位置處優化聲速的形狀和大小，提高檢出率。同時進行扇形掃查的過程中，可以適當的角度生成被測工件的直觀的映射圖像。

發明內容

本發明的目的在于提供一種電弧塞焊接頭的相控陣超聲自動檢測系統及方法，解決了現有技術存在的上述問題。本發明對塞焊接頭位置自動定位，并進行缺陷自動識別檢測，提高檢測效率，同時裝置結構簡單，避免人工檢測缺陷的漏檢及誤檢。

本發明的上述目的通過以下技術方案實現：

電弧塞焊接頭的相控陣超聲自動檢測系統，三維滑移臺2固定在探傷臺1的上表面，三維滑移臺2的水平移動軸為X軸和Y軸，垂直移動軸為Z軸，Y軸移動單元固定在X軸移動單元上，Z軸移動單元固定在Y軸移動單元上，Y軸移動單元沿著X軸移動，Z軸移動單元沿著Y軸與Z軸移動；旋轉掃查裝置6安裝在Z軸移動單元下端，X軸、Y軸、Z軸移動單元上的伺服電機及探頭旋轉裝置6上的伺服電機通過線纜連接到伺服電機驅動器3上，伺服電機驅動器3通過線纜連接到伺服電機運動控制卡4上，伺服電機運動控制卡4插在工控機5的PCI插槽上；相控陣超聲探頭14的探頭激勵信號的輸入端與相控陣超聲檢測儀7的探頭激勵信號輸出端連接，相控陣超聲檢測儀7的超聲回波信號數據輸出端通過網線與工控機5網口連接。

所述的旋轉掃查裝置6包括旋轉伺服電機9、減速機10、探頭水平移動距離標尺11、探頭連桿12、探頭夾具13及相控陣超聲探頭14，所述探頭夾具13通過探頭連桿12與減速機10的轉動軸連接，減速機10與旋轉伺服電機9連接；相控陣超聲探頭14安裝在探頭夾具13中；探頭水平移動距離標尺11連接在減速機10的下端，探頭水平移動距離標尺11顯示值是探頭連桿12的張開角度轉換為探頭楔塊下表面中心與減速機10的轉動軸軸心的水平距離值，通過調節探頭連桿12的角度來確定相控陣超聲探頭14的掃查位置。