基于超声相控阵的FSW缺陷三维可视化

提出一种超声工业无损检测的数据采集、处理并使之三维可视的方法,该方法采用超声相控阵线阵探头对焊接接头进行扫描,然后将采集到的缺陷数据在Matlab平台编程进行三维重建.该方法在平底孔人工缺陷验证之后,实现了搅拌摩擦焊(FSW)缺陷的三维可视化.结果表明,该方法增加了客观性和直观性,使测试人员不用逐幅分析诸多二维图像并人脑想像三维的情况,而直接从三维重构结果观察缺陷的空间分布,便于了解工件内部缺陷的形态和走向.     

薄板焊缝检测的超声相控阵楔块设计

针对薄板检测的特殊性,运用Snell公式等分析计算设计了一种超声相控阵斜探头楔块,并采用声场模拟以及实际检测方法验证了设计的楔块对于薄板搅拌摩擦焊缺陷的检测效果。结果表明,采用上述方法可以优化楔块设计,减少盲目性。按照设计结果加工的楔块对薄板具有良好的检测效果,可检测出3mm板中距离上表面1mm直径为0.3mm的侧孔。     

Simulation of phased array S-scan acoustic field in FSW joint of aluminum alloy extrudate with complex shape

The shape of aluminum alloy extrudate used in high-speed train is complex, structural noises from the surfaces of the extrudate will be received when using ultrasonic phased array to detect the flaws in FSW. To solve this problem, ultrasonic phased array acoustic field model and propagation simulation of acoustic waves were introduced to simulate the acoustic pressure distribution and the propagation of the acoustic waves. With the methods above, the detection parameters can be optimized and as a result, the experimental process can be simplified and the detection efficiency can be improved. Mean while, the echoes in the S-scan images can be predicted, which can help analyze the detection results and judge the defects.     

相控阵B扫描衍射波对隧道型缺陷尺寸的测定

在焊缝检测中,隧道型缺陷尺寸的精确确定是一个难点,在采用超声相控阵技术对横孔的试验中发现,横孔直接反射波与衍射波的时间差与横孔直径有一线性关系,利用导出的方程对该线性关系进行表示后,可较为准确地通过B扫描试验结果来测定横孔直径,这对小直径隧道缺陷尺寸的确定很有意义。经试验测定,该方法对小于1 mm直径横孔的尺寸测量精度大于90%。     

一种铝合金薄板搅拌摩擦焊焊缝的超声快速检测方法

搅拌摩擦焊(Friction stir welding,FSW)薄板检测历来是一个难点,现在应用于薄板焊缝检测的方法多采用横波入射法及超声相控阵扇形扫查等,但这些方法都难以实现长直焊缝的快速检测与缺陷成像。采用超声相控阵C扫描直接从焊缝表面对焊缝内部缺陷进行C扫描,研究该技术对不同厚度薄板隧道型及未熔合缺陷的探测能力,开发一套用于快速相控阵检测的机械装置,并分析FSW焊缝表面对C扫描成像的影响。试验结果证明,采用超声相控阵技术对5 mm以上厚度板中0.3mm以上的侧孔及0.5 mm的平底孔具有良好的检测效果。