[發(fā)明專利]超薄金屬焊縫檢測系統(tǒng)及其檢測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710851626.7
• 申請日: 2017-09-19
• 公開（公告）號: CN107490624B
• 公開（公告）日: 2018-06-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉志毅;王俊濤;張祥春;鄭友博;周言賢;劉安
• 申請（專利權(quán)）人: 中國航空綜合技術(shù)研究所
• 主分類號: G01N29/06
• 分類號: G01N29/06;G01N29/24;G01N29/26
• 代理公司: 北京孚睿灣知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11474
• 代理人: 舒麗亞

1.一種超薄金屬焊縫檢測系統(tǒng)，包括掃查組件以及圖像分析組件，所述掃查組件用于對超薄金屬焊縫進行掃查，獲取焊縫成像并發(fā)送至所述圖像分析組件，所述圖像分析組件用于對接收到的焊縫成像進行分析判斷，其特征在于：

所述掃查組件包括軌道、卡設(shè)在所述軌道上并在所述軌道上滑動的超聲相控陣掃查架、超聲時差衍射檢測探頭以及多個超聲探頭，所述超聲相控陣掃查架設(shè)置有超聲相控陣檢測探頭，所述超聲相控陣掃查架包括與所述軌道連接的驅(qū)動機構(gòu)、第一編碼器、連接機構(gòu)以及探頭加載臂，所述驅(qū)動機構(gòu)包括驅(qū)動支架、驅(qū)動輪以及滾輪，所述驅(qū)動支架的兩側(cè)各設(shè)有兩個滾輪，所述驅(qū)動支架借助于滾輪能沿軌道滑動，所述驅(qū)動輪調(diào)整所述驅(qū)動支架的寬度以及所述滾輪的角度以適應(yīng)不同曲率的工件表面，所述驅(qū)動支架的第一側(cè)部與所述第一編碼器固定連接，所述連接機構(gòu)包括橫向連接板、縱向連接板以及調(diào)節(jié)連接板，所述橫向連接板的第一端部固定在所述驅(qū)動支架的第二側(cè)部上，所述橫向連接板的第二端部通過彈性件與所述縱向連接板的上部固定連接，所述縱向連接板的下部固定有所述調(diào)節(jié)連接板，所述調(diào)節(jié)連接板連接有所述探頭加載臂；以及所述超聲探頭、超聲相控陣檢測探頭或超聲時差衍射檢測探頭分別與所述圖像分析組件通訊連接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超薄金屬焊縫檢測系統(tǒng)，其特征在于：所述驅(qū)動支架的第一側(cè)部的兩個所述滾輪之間的距離小于第二側(cè)部的兩個所述滾輪之間的距離，所述滾輪通過中部的凹槽卡接在所述軌道板的兩側(cè)并能沿所述軌道板滑動。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的超薄金屬焊縫檢測系統(tǒng)，其特征在于：所述軌道包括軌道支架以及軌道板，所述軌道支架包括底座、調(diào)節(jié)件以及軌道連接板，所述調(diào)節(jié)件的上部與所述軌道連接板固定連接，所述調(diào)節(jié)件的下部與所述底座固定連接并將底座吸附固定在平面上，所述調(diào)節(jié)件配置用于調(diào)整所述軌道支架的高度，所述軌道板的兩端分別與所述軌道連接板固定。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的超薄金屬焊縫檢測系統(tǒng)，其特征在于：所述軌道板為直軌道板或弧形軌道板。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的超薄金屬焊縫檢測系統(tǒng)，其特征在于：所述弧形軌道板的弧度大于60°。

6.一種超薄金屬焊縫檢測方法，其特征在于：其包括以下步驟，

S1、根據(jù)金屬板的厚度及形狀選取超聲相控陣檢測探頭、超聲時差衍射檢測探頭以及常規(guī)成像超聲探頭的一種、兩種或三種方式進行檢測，具體選擇方式如下：

①當焊縫大于6mm時，利用超聲相控陣檢測探頭和超聲時差衍射檢測探頭對焊縫進行檢測；

②當焊縫小于6mm時，利用常規(guī)成像超聲探頭對焊縫進行檢測，將單探頭發(fā)射45°的超聲波束入射到工件根部的端角區(qū)域時,會接收到較強的端角反射信號,信號深度與根部區(qū)域深度一致；

S2、當焊縫大于6mm時，將超聲相控陣檢測探頭安裝在超聲相控陣掃查架上，將超聲時差衍射檢測探頭安裝在手持架上，分別利用超聲相控陣掃查架以及手持架對焊縫進行檢測，并將獲取的掃描圖像分別發(fā)送到圖像分析組件；

當焊縫小于6mm時，利用常規(guī)成像超聲探頭對焊縫進行檢測，獲取焊縫成像，并將成像發(fā)送至圖像分析組件，超聲檢測時探頭置于距離焊縫中心線某一固定值的位置，探頭沿平行于焊縫方向移動，探頭置于偏轉(zhuǎn)角為90°或270°的位置；

S3、對焊縫成像進行分析，判斷焊縫的焊接狀況，具體包括：

對于大于6mm的焊縫，將超聲相控陣檢測探頭獲取的圖像與第一缺陷圖譜對比，獲取焊縫的缺陷數(shù)量A，將將超聲時差衍射檢測探頭獲取的圖像與第二缺陷圖譜對比，獲取焊縫的缺陷數(shù)量B及焊縫差值A(chǔ)-B，當焊縫差值A(chǔ)-B范圍處于-2至2時，判斷此次檢測有效，輸出缺陷結(jié)果，當差值范圍處于-2至2之外時，判斷此次檢測無效；

對于小于6mm的焊縫，當焊縫成像輸出為紅線時，則金屬焊縫未焊透；當焊縫成像輸出紅點時，則金屬焊縫焊接度過大，當焊縫成像未輸出紅線或紅點時，則金屬焊縫焊接正常。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的超薄金屬焊縫檢測方法，其特征在于：所述超聲相控陣檢測探頭為弧形晶片，所述弧形晶片安裝有內(nèi)外弧度楔塊。