一种超声相控阵检测搅拌摩擦焊焊缝缺陷类型的检测方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110687198A(43)申请公布日2020.01.14(21)申请号201910961250.4(22)申请日2019.10.11(71)申请人江西省锅炉压力容器检验检测研究院地址330000江西省南昌市青山湖区江大南路19号(72)发明人李成军杨秋萍林刚徐平华乐洪甜程欣程炜刘钺张量(74)专利代理机构南昌智旭知识产权代理事务所(普通合伙)36138代理人周超(51)Int.Cl.G01N29/04(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图4页(54)发明名称一种超声相控阵检测搅拌摩擦焊焊缝缺陷类型的检测方法(57)摘要本发明提供了一种超声相控阵检测搅拌摩擦焊焊缝缺陷类型的检测方法，其属于焊接接头无损检测技术领域。该方法以铝合金为原材料，利用FSW得到对接焊缝，对焊缝中不同形态的未焊透及隧道孔缺陷，通过借助超声相控阵检测缺陷界面形态，并重点研究隧道孔界面不同方向的相控阵扇形扫查模式特点，最后结合纹理分析对于未焊透和隧道孔缺陷的不同形态进行了识别。本发明的优点在于：(1)检测方便、易操作。(2)检测效率高、可靠性强。综上可知，超声相控阵技术对于FSW焊缝检测优势明显，对于隧道孔定位准确，在细微尺寸缺陷的检测方面，即使缺陷界面取向复杂也有很好的检出率。CN110687198ACN110687198A权利要求书1/1页1.一种超声相控阵检测搅拌摩擦焊焊缝缺陷类型的检测方法，其特征在于：该方法以铝合金为原材料，先利用FSW制备得到对接焊缝试板，再借助超声相控阵对未焊透、隧道孔焊缝缺陷进行检测，结合线形扫查/扇形扫查模式的检测图像、信号以及检测图像的纹理分析对不同界面形态缺陷进行了辨别从而检测出缺陷界面。2.根据权利要求1所述的超声相控阵检测搅拌摩擦焊焊缝缺陷类型的检测方法，其特征在于：铝合金对接板需先焊前加工，再将带倾角的铝合金板进行FSW对接制备得到待检测的对接缝焊接试板。3.根据权利要求1所述的超声相控阵检测搅拌摩擦焊焊缝缺陷类型的检测方法，其特征在于：超声相控阵主要检测焊接试板的未焊透和隧道孔，结合不同扫查模式得到的检测图像、信号以及检测图像的纹理分析对不同界面形态缺陷进行了辨别。4.根据权利要求2所述的超声相控阵检测搅拌摩擦焊焊缝缺陷类型的检测方法，其特征在于：所述待检测的对接缝焊接试板的对接面铣削成带倾角的形式，倾角大于0°小于等于90°。5.根据权利要求2所述的超声相控阵检测搅拌摩擦焊焊缝缺陷类型的检测方法，其特征在于：所述的FSW工艺旋转速度300～1500r/min、焊接速度23.5～150mm/min。6.根据权利要求2所述的超声相控阵检测搅拌摩擦焊焊缝缺陷类型的检测方法，其特征在于：铝合金为自1系至7系铝合金，其厚度为1～10mm，搅拌头材质为H13钢、高温合金、定向凝固及钨铼合金，搅拌针长度小于板材厚度。7.根据权利要求3所述的超声相控阵检测搅拌摩擦焊焊缝缺陷类型的检测方法，其特征在于：未焊透为垂直未焊透、平直未焊透及弯曲未焊透；隧道孔为弯曲未焊透隧道孔、平直未焊透隧道孔。8.根据权利要求3所述的超声相控阵检测搅拌摩擦焊焊缝缺陷类型的检测方法，其特征在于：扫查模式为线性扫描及扇形扫描。9.根据权利要求3所述的超声相控阵检测搅拌摩擦焊焊缝缺陷类型的检测方法，其特征在于：纹理分析为相控阵扇扫检测得到的缺陷图像进行纹理特征提取和分析，得到图像特征值，图像特征值包括：角二阶距、熵值、对比度、相关性。2CN110687198A说明书1/3页一种超声相控阵检测搅拌摩擦焊焊缝缺陷类型的检测方法技术领域[0001]本发明属于焊接接头无损检测技术领域，具体涉及一种超声相控阵检测搅拌摩擦焊焊缝缺陷类型的检测方法。背景技术[0002]自20世纪90年代初搅拌摩擦焊(FrictionStirWelding，FSW)技术问世以来，就被认为是自激光焊接后最引人注目的焊接方法。它的出现使铝合金等有色金属的连接技术发生了重大变革，一些以前认为是不可焊的高强铝合金材料也基本上可以通过搅拌摩擦焊来实现其焊接，在航空航天、舰船、高速铁路列车制造等领域涌现出众多成功应用的范例。[0003]实际应用中，由于焊接工艺参数偏差、装夹条件、材料表面状况、操作人员等因素的影响，搅拌摩擦焊工件也可能出现缺陷，进而影响接头的性能，且搅拌摩擦焊缺陷相对常规熔焊缺陷具有紧贴、细微和位向复杂等特征，增加了检测难度，一定程度上影响了其推广应用，也使得对于其缺陷检测的高效、精准和便捷有了重大实际意义。目前，针对搅拌摩擦焊焊缝缺陷的无损检测技术主要有X射线和超声检测，X射线影像清晰且可以长期保存，但检测的灵敏度相对较低，而超声检测适用性强且检测灵敏度高，但目前超声检测研究主要集中在入射面规则的