[發明專利]基于超聲測量的高溫合金點焊缺陷的判別方法及裝置

有效

• 申請號: 202011058158.6
• 申請日: 2020-09-29
• 公開（公告）號: CN112461920B
• 公開（公告）日: 2021-09-24
• 發明（設計）人: 張清貴;李羿含;王亮
• 申請（專利權）人: 湖北超卓航空科技股份有限公司
• 主分類號: G01N29/04
• 分類號: G01N29/04;G01N29/44;B23K11/11
• 代理公司: 武漢藍寶石專利代理事務所(特殊普通合伙) 42242
• 代理人: 方菲

本發明涉及一種基于超聲測量的高溫合金點焊缺陷的判別方法及裝置，方法包括：檢測接觸界面與回波界面的距離；若該距離小于或等于第一焊板的板厚，則判定點焊處為虛焊故障；若該距離大于第一焊板的板厚，繼續比較該距離與第一焊板及第二焊板的總厚度大小；該距離與第一焊板及第二焊板的總厚度的差值超過設定的標準值，則判定點焊處為虛焊故障；若該距離與第一焊板及第二焊板的總厚度的差值在設定的標準值內，繼續比較第一焊板及第二焊板總厚減薄量與撕破標定值的大小，以及第一焊板或第二焊板壓坑深度與產品規定的最大深度的大小以判定點焊缺陷。本發明提供的基于超聲測量的高溫合金點焊缺陷的判別方法及裝置可無傷、準確地判定焊接缺陷。

技術領域

本發明涉及高溫合金焊接技術領域，特別涉及一種基于超聲測量的高溫合金點焊缺陷的判別方法及裝置。

背景技術

點焊是指焊接時利用柱狀電極，在兩塊搭接工件接觸面之間形成焊點的焊接方法。點焊時，先加壓使工件緊密接觸，隨后接通電流，在電阻熱的作用下工件接觸處熔化，冷卻后形成焊點。點焊質量缺陷通常包括未通電、雖通電但未形成熔核、熔核雖形成但向四周脫落等。隨著設備的高速化與自動化，點焊缺陷形成原因亦趨于復雜。

高溫合金是航空高溫結構常用材料，具有強度高、熔點高和抗氧化腐蝕能力強的特點。高溫合金板料點焊難度高，常產生焊接外觀良好，但焊接強度低、甚至無熔核的虛焊缺陷，危害極大。傳統焊接強度檢測是采用抽樣撕破試驗，采用抽樣的方式評估批次焊接質量；然而，由于焊接過程影響因素多，高溫合金焊接質量波動大，抽樣檢測存在較大風險，小樣本檢測結論合格的批次在進一步抽樣檢測中發現虛焊缺陷，這對高可靠性要求的航空產品焊接質量構成威脅。

傳統點焊質量控制方法采用金相、撕破等破壞性試驗評估點焊強度。在無損檢測方面，X射線檢測也用于點焊氣孔、裂紋探傷。但是，破壞性試驗只能以抽樣的方法進行批次點焊強度評估。X射線探傷雖是無損探傷的一種，但只能檢測點焊區域氣孔及微裂紋，對界面未熔合或熔合程度小等結構缺陷無能為力。這就導致傳統點焊過程只能采用基于抽樣的過程控制方法，比如點焊前、后用試片進行焊接，并進行撕破、金相試驗，判定工藝條件符合要求，并對點焊產品進行抽樣撕破試驗，評估批次產品點焊強度是否符合要求，這在大多數中低強度薄板類產品點焊質量控制中是適用的。但對于高溫合金，其強度高、彈性好、表面易氧化、點焊質量波動大，上述基于抽樣的質量控制方法存在較大風險，在小樣本抽檢判定合格的批次中，進一步抽樣，常常會發現撕破強度不足熔核偏小等虛焊缺陷，傳統基于抽樣的點焊質量評價方法已無法滿足高溫合金點焊質量評價需求。

部分企業在超聲探傷應用于點焊質量檢測方面做了一定的探索，主要是通過陣列探頭成像系統直觀識別超聲能夠直接穿透的界面區域，以此判定熔核大小。然而，超聲能夠直接穿透的界面區域與實際熔核大小并非對等關系，熔核區域超聲波可以穿透，但超聲能穿透的區域卻未必形成熔核，這就導致了超聲陣列探頭成像系統存在較大幾率誤判，將不合格的焊點判為合格，造成較大質量風險。在實際使用中發現，對不銹鋼、高溫合金，超聲陣列探頭成像系統判定結果與撕破試驗存在在較大誤差，在高溫合金點焊質量控制上，單純的超聲陣列成像系統無法滿足高溫合金點焊質量檢測要求。超聲波設備檢驗虛焊的方法：在成像有熔核的情況下，用撕破試驗進行驗證時，仍然發生了虛焊情況，所以超聲波設備也不能保證虛焊的百分之百檢測識別。

發明內容

本發明針對現有技術中存在的難以對高溫合金點焊缺陷進行無傷、準確判別的技術問題，提供了一種基于超聲測量的高溫合金點焊缺陷的判別方法及裝置。

本發明解決上述技術問題的技術方案如下：

一種基于超聲測量的高溫合金點焊缺陷的判別方法，高溫合金點焊對象包括第一焊板及第二焊板；所述方法包括如下步驟：

步驟S1、在點焊電流停止并將工件取下冷卻后，將超聲測量儀器與所述第一焊板的焊接位置接觸，檢測接觸界面與回波界面的距離；