[發明專利]一種基于TFM的攪拌摩擦焊缺陷相控陣檢測方法

在審

• 申請號: 202110360321.2
• 申請日: 2021-04-02
• 公開（公告）號: CN113092587A
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發明（設計）人: 程欣;池作和;陸銘慧
• 申請（專利權）人: 中國計量大學
• 主分類號: G01N29/06
• 分類號: G01N29/06;G01B17/00
• 代理公司: 北京沃知思真知識產權代理有限公司 11942
• 代理人: 王妮

本發明公開了一種基于TFM的攪拌摩擦焊缺陷相控陣檢測方法，屬于超聲檢測技術領域，該檢測方法具體步驟如下：(1)檢測樣品設計；(2)平底孔檢測；(3)半橫通孔檢測；(4)線槽檢測；(5)弧槽檢測；本發明3d?TFM檢測能獲取三個維度的數據，對于孔類缺陷能夠較好顯示面陣探頭下方樣板的多個缺陷立體成像，還原度較高，可以掌握缺陷的三維形態走向；對于槽類缺陷，TFM檢測還原度高于扇形掃查，此外本發明相對于傳統相控陣掃查，能檢出更多缺陷，可減少漏檢，其測量精度和檢測效率更高，對缺陷的還原度更高，可增大檢出率，因而值得進一步推廣。

技術領域

本發明涉及超聲檢測技術領域，尤其涉及一種基于TFM的攪拌摩擦焊缺陷相控陣檢測方法。

背景技術

經檢索，中國專利號CN104655564B公開了一種雙軸肩攪拌摩擦焊縫孔洞缺陷檢測方法，該發明雖然方法簡易，但檢測效率較低；攪拌摩擦焊縫中常見的缺陷有隧道型孔洞和根部未焊合，危害構件的安全運行；隨著超聲檢測技術的不斷發展，相控陣(PA，PhasedArray)在攪拌摩擦焊縫缺陷檢測中得到越來越多的應用；目前工業實際中大多采用的相控陣扇形掃查得到缺陷圖像，存在缺陷圖像畸變，難以準確定性等問題；而TFM的相控陣檢測方法具有更高的檢出率、還原度更高、成像更清晰等優點；利用PA技術對FSW焊縫缺陷進行檢測研究，試驗表明，PA能夠有效檢測出面積型缺陷及體積型缺陷。AndréLamarre等對PA的不同掃查模式進行了研究，結果表明：線形掃查模式可對焊縫快速全面掃查，扇形掃查模式可利用單探頭實現不同角度檢測，掃描范圍擴展到整個焊縫，有利于檢測復雜結構的焊縫。Vugrin等采用高頻率單晶探頭對FSW中孔洞及根部未焊透進行了對比驗證，試驗表明，單晶探頭直射法對于孔洞缺陷有較好的檢測效果，但對于根部未焊透效果較差，而斜入射的方式可有效解決無法檢測根部未焊透的問題；

現有的攪拌摩擦焊缺陷檢測方法，大多采用PA檢測法，其PA檢測法的檢出率和還原度較低，為此，我們提出一種基于TFM的攪拌摩擦焊缺陷相控陣檢測方法。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有技術中存在的缺陷，而提出的一種基于TFM的攪拌摩擦焊缺陷相控陣檢測方法。

為了實現上述目的，本發明采用了如下技術方案：

一種基于TFM的攪拌摩擦焊缺陷相控陣檢測方法，該檢測方法具體步驟如下：

(1)檢測樣品設計：設計一塊鋁合金樣品，并在其中加工不同尺寸的孔、線槽和弧槽，分別模擬攪拌摩擦焊縫內孔洞和不同形態未焊透；

(2)平底孔檢測：將探頭設備放置在鋁合金樣品下底面進行掃查，并利用刻度讀取設備測量鋁合金樣品中內圓弧上平底孔的孔徑和埋深，得到平底孔檢測數據；

(3)半橫通孔檢測：將所述探頭設備放置在鋁合金樣品前側面進行掃查，并利用所述刻度讀取設備測量鋁合金樣品中半橫通孔的埋深，得到半橫通孔檢測數據；

(4)線槽檢測：將所述探頭設備放置在鋁合金樣品下底面進行掃查，并利用所述刻度讀取設備測量鋁合金樣品中不同線槽的寬度和深度，得到線槽檢測數據；同時將斜探頭設備放置在鋁合金樣品前側面進行掃查，得到線槽成像圖；

(5)弧槽檢測：將所述探頭設備放置在鋁合金樣品下底面進行掃查，并利用所述刻度讀取設備測量鋁合金樣品中不同弧槽的寬度和深度，得到弧槽檢測數據；同時將所述斜探頭設備放置在鋁合金樣品前側面切口處進行掃查，得到弧槽成像圖。

進一步地，所述鋁合金樣品尺寸具體為150mm×95mm×17.5mm。

進一步地，所述探頭設備具體為SM8×8-1.5×1.5的陣元面陣直探頭或5L64-0.6×10的陣元線陣直探頭中的一種；所述刻度讀取設備具體為CTS-PA22T相控陣全聚焦設備。

進一步地，所述斜探頭設備具體為SM8×8-1.5×1.5粘連36°斜楔塊或為5L64-0.6×10粘連36°斜楔塊中的一種。