[發明專利]一種粘接質量的超聲檢測方法

有效

• 申請號: 201710478414.9
• 申請日: 2017-06-22
• 公開（公告）號: CN109115872B
• 公開（公告）日: 2021-03-09
• 發明（設計）人: 高曉進;江柏紅;賀鎖讓;王國帥;李晉平;周金帥
• 申請（專利權）人: 航天特種材料及工藝技術研究所
• 主分類號: G01N29/04
• 分類號: G01N29/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供了一種粘接質量的超聲檢測方法，通過以下步驟實現：步驟1、在復合材料葉片前緣未粘接金屬包邊前，對前緣處用超聲噴水穿透C掃法進行檢測，排除前緣處有缺陷的復合材料葉片；步驟2、在前緣處無缺陷的復合材料葉片粘接金屬包邊后，用超聲噴水穿透C掃法檢測葉片包邊處，確定脫粘缺陷的水平位置，并做標記；步驟3、用高分辨延遲塊探頭分別從正、反兩面檢測上述標記處，通過對面的復合材料/金屬/空氣的界面波組成的反射超聲波脈沖的高度來判斷脫粘缺陷產生在哪一個面。本發明的方法可快速、準確地檢測出該種構件金屬包邊不大于Φ5mm脫粘缺陷，且能準確確定脫粘產生在哪一個面，滿足產品設計和返修要求。

技術領域

本發明涉及一種粘接質量的超聲檢測方法，特別是樹脂基復合材料葉片前緣與小厚度金屬包邊粘接質量的超聲檢測方法，屬于超聲無損檢測領域。

背景技術

新型發動機葉片已開始采用纖維增強樹脂基復合材料與小厚度金屬包邊粘接的新型結構來代替純金屬葉片，該結構可大大減輕葉片的重量。但是，該結構中的包邊在使用過程中會遭受高溫、高速氣流的沖刷，粘接質量不好時會導致包邊脫落進入發動機中，造成重大事故，因此必須采用有效的無損檢測技術對其粘接質量進行檢測。

上述葉片結構中，金屬包邊厚度≤0.3mm，粘接包邊的復合材料葉片前緣的厚度不一致，且包邊外形不規則。由于該結構為新型結構，具有包邊薄、外形不規則、雙面粘接等特點，國內外鮮有該類結構的無損檢測案例。目前，超聲檢測是常用的無損檢測方法，但是，采用常規的超聲檢測方法對上述結構的粘接質量檢測時，由于上述結構的特殊性(例如包邊不規則、薄、葉片前緣厚度不一致等)，會存在以下問題：金屬包邊難以分辨、包邊外形不規則難以耦合、包邊脫粘與復材葉片前緣內缺陷難以區分、脫粘產生在哪一面難以確定，嚴重影響檢測結果。

發明內容

本發明克服現有技術的不足，提供一種粘接質量的超聲檢測方法，實現了樹脂基復合材料葉片前緣與小厚度金屬包邊粘接質量的超聲無損檢測。

本發明的技術解決方案：

本發明提供一種粘接質量的超聲檢測方法，通過以下步驟實現：

步驟1、在復合材料葉片前緣未粘接金屬包邊前，對前緣處用超聲噴水穿透C掃法進行檢測，排除前緣處有缺陷的復合材料葉片；

步驟2、在前緣處無缺陷的復合材料葉片粘接金屬包邊后，用超聲噴水穿透C掃法檢測葉片包邊處，確定脫粘缺陷的水平位置，并做標記；

步驟3、用高分辨延遲塊探頭分別從正、反兩面檢測上述標記處，通過對面的復合材料/金屬/空氣的界面波組成的反射超聲波脈沖的高度來判斷脫粘缺陷產生在哪一個面。

進一步的，所述步驟2中，確定脫粘缺陷的水平位置具體包括：(1)確定超聲噴水穿透C掃自動掃查設備的基本檢測參數；(2)確定超聲噴水穿透C掃自動掃查設備所用超聲儀的檢測靈敏度；(3)根據確定的檢測靈敏度，按照確定的基本檢測參數對被檢葉片的包邊處進行掃查。

進一步的，上述基本檢測參數的確定可采用使用超聲噴水穿透C掃自動掃查設備時常規的基本檢測參數確定方法，例如，超聲噴水穿透C掃自動掃查設備中，探頭頻率1～5MHz，水柱直徑≤5mm，掃查步進≤1mm，掃查方向與前緣方向垂直，步進方向與前緣方向平行，設置穿透波的高度為超聲儀滿屏高度對應的直流模擬輸出信號值的20％為閾值，令C掃圖中信號值小于等于閾值的區域顯示為紅色。

進一步的，超聲儀的檢測靈敏度確定包括：

a、準備n≤10個直徑為4～6mm、厚度小于0.05mm的不透聲材料；

b、將上述n個材料沿無脫粘缺陷復合材料葉片前緣包邊的中線，分別在距包邊端部的L/(n+1)、2*L/(n+1)、3*L/(n+1)、……、n*L/(n+1)處放置，并粘接在包邊上，其中，L為包邊長度；