[發明專利]一種銅-鋼雙金屬九孔轉子擴散焊的快速超聲檢測設備

有效

• 申請號: 201810820023.5
• 申請日: 2018-07-24
• 公開（公告）號: CN109085246B
• 公開（公告）日: 2022-01-07
• 發明（設計）人: 陸銘慧;王緒文;羅雪峰;邱傳琦;劉勛豐
• 申請（專利權）人: 南昌航空大學
• 主分類號: G01N29/06
• 分類號: G01N29/06;G01N29/265
• 代理公司: 南昌洪達專利事務所 36111
• 代理人: 何磊

本發明公開了一種銅?鋼雙金屬九孔轉子擴散焊的快速超聲檢測設備，屬于超聲檢測的技術領域，該超聲檢測設備通過計算出9個轉子81個柱塞孔的孔心位置，通過Visual Basic程序算法預先設置掃查軌跡，進行全自動檢測，一次性“群掃”9個轉子81個柱塞孔，并能夠適合不同型號轉子的檢測，具有通用性。本發明設備采用超聲特征掃描成像方式，以多種顏色顯示缺陷的面積及當量大小，能夠自動統計分層區域的面積并對弱結合進行等級評價，實現缺陷面積和當量大小的實時顯示和記錄。本發明設備相比單轉子超聲特征掃描成像系統，極大地提高了檢測效率，滿足了相關工業部門提出的要求，具有實際的工程意義。

技術領域

本發明涉及一種超聲波檢測設備，更具體的，涉及一種銅-鋼雙金屬九孔轉子擴散焊的快速超聲檢測設備。

背景技術

銅-鋼雙金屬九孔轉子是航空航天型號伺服系統液壓泵的核心部件，其中轉子柱塞孔是擴散焊連接的銅-鋼復合層結構，其長期處于高壓和高速擠壓工作環境中。異種金屬材料連接結構，能夠將不同性能的金屬材料擴散連接在一起，綜合不同材料的優良性能，發揮各自的優勢，因而在許多領域得到了廣泛的應用。

隨著航空航天型號液壓泵性能不斷發展，對轉子的性能及可靠性提出了更高的要求，一旦銅-鋼復合層結合不良，很容易導致柱塞孔的炸裂，從而使整個液壓泵遭到損壞，引發重大事故。因此需要一種能夠精確可靠的檢測方法來對銅-鋼雙金屬九孔轉子柱塞孔復合層進行檢測，對銅-鋼復合層中可能存在的分層、弱結合及其他缺陷進行可靠的質量評價。

由于銅鋼是異種材料，正常結合處和弱結合處也會有小的超聲波反射回來，加上銅層厚度很薄，結合層反射波、缺陷波和底波很容易混雜在一起，對缺陷的辨別和判斷會造成很大的干擾，給檢測帶來很大困難。傳統的金相解剖檢查是破壞性檢測，手工超聲探傷又不滿足定量評價要求，而射線等其它無損檢測方法在檢測擴散焊連接質量時存在一定局限。此外由于每個轉子件有九個柱塞孔，還得考慮檢測速度以提高產品檢測效率，使其符合工廠生產進度，現有的單個轉子超聲特征掃描成像系統一次只能檢測一個轉子，每個轉子檢測前還得重新調整探頭使其對中，更換轉子和重新調整費時費力，檢測效率太低。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種銅-鋼雙金屬九孔轉子擴散焊的快速超聲檢測設備。

本發明采用如下技術方案：一種銅-鋼雙金屬九孔轉子擴散焊的快速超聲檢測設備，包括：超聲波發射與接收儀、換能器、運動控制系統、機械掃查系統、控制臺、計算機、探頭、試塊、定位裝置，運動控制系統、機械掃查系統與超聲波發射與接收儀通過同步電路由計算機控制，保證數據采集與掃查的同步；在原先的三軸單轉子超聲特征掃描成像系統上改進掃查裝置，增加了轉動軸和平動軸，平動軸包括X、Y軸，整套裝置具有轉動和平動掃查功能，并設置了固定九個轉子位置的定位板和定位銷；9個轉子按照三排三列規律布置，計算9個轉子81個柱塞孔的孔心位置，通過程序算法預先設置掃查路線，進行全自動“群掃”檢測；用一套系統可以檢測不同型號的九孔轉子（不同轉子外徑，不同柱塞孔徑，不同柱塞孔深，不同孔心園直徑），滿足通用性的要求。

在進行單個柱塞孔自動掃查時，轉動軸采取的是先正轉一圈再反轉一圈的方式。固定九個轉子位置的定位板為一塊方形的不銹鋼板，尺寸為600 * 600 mm，其上加工有圓形定位孔（9個定位孔心間距均為150mm）與條形定位槽，分三排三列排列；搭配使用兩個定位銷，不同型號轉子的每個柱塞孔位置都能在定位板上唯一確定下來。

通過系統軟件界面，預先輸入不同型號的轉子的各項參數，檢測時在“轉子型號選擇窗口”選擇不同型號的轉子，系統便會自動顯示該型號轉子的相關參數信息，從而系統軟件會自動算好81個柱塞孔的孔心坐標，進而按照程序路線進行檢測。

所述9個轉子三排三列均勻布置并預先設置掃查路線，把探頭調整對準1號轉子1號柱塞孔孔心即可，依次對81個柱塞孔進行掃查，同時記錄全部采集數據，掃查完可進行數據處理和圖像顯示。