[發明專利]一種多層粘接構件的無損檢測方法

有效

• 申請號: 201810011200.5
• 申請日: 2018-01-05
• 公開（公告）號: CN108387639B
• 公開（公告）日: 2020-11-10
• 發明（設計）人: 高曉進;賀鎖讓;李晉平;江柏紅;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;G01N29/28
• 代理公司: 北京格允知識產權代理有限公司 11609
• 代理人: 譚輝;周嬌嬌

本發明涉及一種多層粘接構件的無損檢測方法，用于檢測金屬殼體?衰減材料層?復合材料層組成的被檢件，包括：通過高能超聲穿透法從復合材料層一側檢測被檢件，確定缺陷，并在判為缺陷處的外側做缺陷標記；通過多次脈沖反射法從金屬殼體一側檢測被檢件，確定金屬殼體?衰減材料層的界面處粘接質量，并在判為脫粘缺陷處的內側做脫粘缺陷標記；結合被檢件內、外側的標記和敲擊法確定缺陷所在位置。本發明采用高能激勵技術，解決了普通超聲檢測方法無法檢測高聲衰減層和纏繞工藝制備的復合材料的問題；結合從多次脈沖反射法和敲擊法，解決了超聲穿透法無法區分不同深度缺陷的問題；可為被檢件的返修提供準確的位置，降低生產成本。

技術領域

本發明涉及超聲無損檢測技術領域，尤其涉及一種多層粘接構件的無損檢測方法。

背景技術

超聲速飛行器的艙體已開始采用纏繞酚醛樹脂基復合材料/橡膠緩沖層/內金屬殼體多層粘接構件的新型結構，該結構可減輕艙體的重量，此外，艙體的外層纏繞復合材料可起到防熱作用，保護內側零件不被高溫損壞。但是，該結構在使用過程中會遭受高溫高速氣流載荷的沖擊，復合材料粘接質量不好或內側存在分層時會大大降低復合材料防熱層的力學性能，甚至可能導致復合材料防熱層在飛行過程中脫落等嚴重后果，造成重大事故，因此，必須采用有效的無損檢測技術對其質量進行檢測。

該構件中纏繞復合材料的厚度≥5mm，橡膠緩沖層厚度≤2mm，金屬殼體厚度≥4mm。該構件制備工藝為：首先，在金屬殼體外表面粘接橡膠緩沖層；其次，在橡膠緩沖層上纏繞復合材料預浸料；最后，將構件的復合材料加溫加壓固化。該構件金屬殼體的內表面有較多凸臺和荊條，成型后的外形為不規則的筒形，且具有金屬殼體-衰減材料層和衰減材料層-復合材料層兩個粘接界面，國內外鮮有該類結構的無損檢測案例。

目前，國內純復合材料纏繞結構較為常見，其中的缺陷通常采用超聲檢測的無損檢測方法。但是，金屬殼體-衰減材料層-復合材料層組成的多層粘接不規則構件采用常規的超聲檢測方法時會出現外形復雜難以耦合，材料聲信號衰減大難以穿透，多層粘接難以分辨，金屬內殼與橡膠層聲阻抗差大難以檢測等問題。

發明內容

(一)要解決的技術問題

本發明要解決的技術問題是解決現有超聲無損檢測方法檢測金屬殼體-衰減材料層-復合材料層組成的多層粘接不規則構件時，由于外形復雜難以耦合，材料聲信號衰減大難以穿透，多層粘接難以分辨，以及金屬內殼與衰減材料層聲阻抗差大難以檢測等問題。

(二)技術方案

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種多層粘接構件的無損檢測方法，用于檢測金屬殼體-衰減材料層-復合材料層組成的被檢件，包括以下步驟：

S1、通過高能超聲穿透法從復合材料層一側檢測被檢件，對于穿透波幅值低于缺陷閾值的區域判定為缺陷，在判為缺陷處的外側做缺陷標記；

S2、通過多次脈沖反射法從金屬殼體一側檢測所述被檢件，確定金屬殼體-衰減材料層的界面處粘接質量，對于脫粘處判為脫粘缺陷，并在判為脫粘缺陷處的內側做脫粘缺陷標記；

S3、對于外側有缺陷標記且內側無脫粘缺陷標記的區域，判為衰減材料層-復合材料層界面脫粘或復合材料層分層，金屬殼體-衰減材料層界面粘接良好；

對于外側有缺陷標記且內側有脫粘缺陷標記的區域，判為金屬殼體-衰減材料層界面脫粘。

優選地，所述步驟S3進一步包括，對于外側有缺陷標記且內側有脫粘缺陷標記的區域，通過敲擊法從復合材料層一側檢測所述被檢件，確定是否存在衰減材料層-復合材料層界面脫粘或復合材料層分層。