[發明專利]曲面雙軸肩攪拌摩擦焊縫的超聲波相控陣檢測方法

在審

• 申請號: 202110955659.2
• 申請日: 2021-08-19
• 公開（公告）號: CN113866279A
• 公開（公告）日: 2021-12-31
• 發明（設計）人: 張艷輝;侯振國;翟烜;鈕旭晶;王萌;魯二敬;苗佳;郁志凱
• 申請（專利權）人: 中車唐山機車車輛有限公司
• 主分類號: G01N29/24
• 分類號: G01N29/24;G01N29/26
• 代理公司: 河北國維致遠知識產權代理有限公司 13137
• 代理人: 張建寶

本發明提供了一種曲面雙軸肩攪拌摩擦焊縫的超聲波相控陣檢測方法，包括以下步驟：根據曲面型材結構型式確定掃查面的曲率參數；利用相控陣超聲探傷儀進行聲場模擬，確定聲束經過相控陣超聲探傷儀的探頭楔塊的區域范圍，并將聲束覆蓋探頭楔塊的耦合面的區域標記為耦合區域；根據曲率參數對耦合面進行修磨，修磨區域覆蓋耦合區域；根據耦合面的修磨尺寸修正相控陣超聲探傷儀的晶片高度參數；將修磨后的耦合區域對準掃查面上的焊縫進行沿線掃查。本發明提供的曲面雙軸肩攪拌摩擦焊縫的超聲波相控陣檢測方法，通過提高探頭楔塊與掃查面之間的耦合效果，從而能夠提高焊縫內部缺陷的定位精度。

技術領域

本發明屬于無損檢測技術領域，具體涉及一種曲面雙軸肩攪拌摩擦焊縫的超聲波相控陣檢測方法。

背景技術

在軌道交通裝備制作過程中，雙軸肩攪拌摩擦焊的焊縫雙壁型材的壁厚較薄，采用射線或常規超聲檢測方法的效果欠佳，而利用超聲波相控陣技術的聲束偏轉和聚焦功能能夠實現對薄壁焊縫缺陷的可靠檢測，檢測時通過探頭及探頭耦合探頭楔塊一并在軌道上的滑動，使探頭平行于焊縫中心線進行沿線掃查并自動生成DAC曲線(距離波幅曲線)或TCG曲線(深度補償曲線)，從而準確發現焊縫內部存在的缺陷，目前，超聲波相控陣技術大多針對平面型式的焊縫掃查面，但是由于軌道交通裝備中大量采用了曲面型材，在對曲面型材上的焊縫進行檢測時由于探頭楔塊無法與焊縫及其兩側的掃查區域保持一致的間隙，因此探頭楔塊與掃查面之間的耦合效果較差，這會很大程度的影響對于焊縫內部缺陷的檢測準確性，尤其是對于缺陷位置的判定容易出現較大的偏差，從而影響后序對于焊縫缺陷的針對性修復工作。

發明內容

本發明實施例提供一種曲面雙軸肩攪拌摩擦焊縫的超聲波相控陣檢測方法，旨在提高曲面雙軸肩攪拌摩擦焊縫的缺陷定位精度。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：提供一種曲面雙軸肩攪拌摩擦焊縫的超聲波相控陣檢測方法，包括以下步驟：

根據曲面型材結構型式確定掃查面的曲率參數；

利用相控陣超聲探傷儀進行聲場模擬，確定聲束經過相控陣超聲探傷儀的探頭楔塊的區域范圍，并將聲束覆蓋探頭楔塊的耦合面的區域標記為耦合區域；

根據曲率參數對耦合面進行修磨，修磨區域覆蓋耦合區域；

根據耦合面的修磨尺寸修正相控陣超聲探傷儀的晶片高度參數；

將修磨后的耦合區域對準掃查面上的焊縫進行沿線掃查，其中，耦合區域與掃查面之間的間隙小于或等于0.5mm。

在一種可能的實現方式中，根據曲率參數對耦合面進行修磨，修磨范圍覆蓋耦合區域包括：

若掃查面為凸面，則對耦合面進行局部修磨，局部修磨區域完全覆蓋耦合區域；

若掃查面為凹面，則對耦合面進行整體修磨。

一些實施例中，根據耦合面的修磨尺寸修正相控陣超聲探傷儀的晶片高度參數包括：

制備試塊，根據曲率參數在試塊的兩相對面上分別修磨仿真凹面和仿真凸面，仿真凹面和仿真凸面之間的距離大于或等于焊縫的兩倍厚度值；

在試塊內部加工與仿真凹面或仿真凸面平行的仿缺陷孔，并記錄仿缺陷孔與仿真凹面或仿真凸面之間的實際距離值；

將耦合面靠近仿真凹面或仿真凸面，并使耦合區域對準仿缺陷孔進行掃查，獲得仿缺陷孔與仿真凹面或仿真凸面之間的掃查距離值；

根據掃查距離值和實際距離值之間的偏差值修正相控陣超聲探傷儀的晶片高度參數。

具體的，根據掃查距離值和實際距離值之間的偏差值修正相控陣超聲探傷儀的晶片高度參數包括：

若掃查距離值小于實際距離值，則晶片高度參數加上偏差值；