[发明专利]一种基于酸蚀法的金属板材人工伤的制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及金属板材中分层缺陷的模拟制作方法。可用于超声无损检测板材分层时对比试样中人工伤的制作以及金属板材面积型缺陷的模拟，属于无损检测技术领域。

背景技术

金属板材的生产工艺决定了其内部最易存在的缺陷类型为平行于材料表面的分层缺陷，它是金属板材中最危险也是最主要的缺陷之一。在金属板材的超声无损检测中，兰姆波适于大批量的快速检测，应用非常广泛。利用兰姆波进行检测时，缺陷回波的出现及其回波幅度的大小与缺陷进波端的边缘形状密切相关。如果是分层缺陷且边缘有较大的开隙度时，可以获得较高的缺陷回波幅度，这种分层容易被发现，甚至是很小的颗粒状缺陷。而板材中的自然分层一般都压合得很紧密，迎波面开口很小，尽管分层的面积很大，但反射波极弱，有时甚至看不到反射，从而导致漏检。目前，在金属板材的超声无损检测中，均使用通孔、平底孔、刻槽、线切割等机械加工方式对金属板材缺陷进行模拟，我国标准GJB3384-98《金属薄板兰姆波检验方法》和GB/T8651-2002《金属板材超声板波探伤方法》也选用了上述加工方式制作对比试样中的人工伤，用以调整探伤仪的兰姆波检测基准灵敏度。其中线切割方法在几种人工伤中，在形态上更接近分层，但线切割切出来的狭缝还是存在明显的层厚，与自然分层可比性较差，尤其对薄板来说，除了通孔，其他方式都比较难以加工，而且上述人工伤的制作方法都需要特定的加工设备来完成，加工难度大。在中国专利号为97107591.3专利名称为《无损检测人工标准伤的刻制和计量方法及装置》中揭示了电火花进行刻制人工伤的装置，该装置结构复杂，比较难于控制人工伤的形状。在中国专利申请号200810209857.9专利申请名称为为《φ20mm~φ38mm铝合金薄壁管涡流探伤方法》中揭示了利用机械方式制作通孔人工伤的制作方法，由上述描述可知，使用通孔人工伤作为面积型缺陷的对比试样时，其针对性差，兰姆波检测基准灵敏度低，漏检率较高。总之，现有技术中所揭示的机械、物理方式制作人工伤的方法其都需要特定的加工设备及装置，该类设备及装置结构复杂，难于操作。

事实上兰姆波在不连续体中的反射机理很复杂，对不同类型的缺陷响应程度也不同。采用机械加工方式制作的各种体积型人工伤来调整探伤仪基准灵敏度，用以检测面积型的自然分层，针对性不强，易造成漏检。因此，如何制作面积型人工伤的对比试样是急需解决的技术问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种制作金属板材面积型人工伤的制作方法，通过该制作方法制作的对比试样，其模拟缺陷在形态上与自然分层缺陷更接近，以此作为对比试样人工伤，有利于提高兰姆波探伤仪检测金属板材分层缺陷的基准灵敏度和缺陷检出率。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案是一种基于酸蚀法的金属板材人工伤的制作方法，其步骤如下：

a.    金属板材试样的表面涂覆一层可去除的耐酸腐蚀的保护层；

b.    在保护层上根据缺陷面积形状制作腐蚀凹坑，所述腐蚀凹坑触及所述金属板材试样表面；

c.    在腐蚀凹坑中加入酸液进行酸腐蚀至所需腐蚀深度；

d.    清洗腐蚀凹坑及金属板材试样，然后去除保护层，并在金属板材试样上涂布防锈油。

优选地，上述步骤a中的保护层材料为石蜡。在步骤a中涂覆石蜡保护层时，使其保护层形成一内凹形状的保护层。进行酸腐蚀时，内凹形状的保护层可使腐蚀酸不会外流造成操作危险及环境污染。

上述步骤b中，制作端部与所需缺陷面积形状相同的金属棒，通过加热的金属棒熔化石蜡保护层熔刻出腐蚀凹坑。

上述步骤d中，采用碱性溶液先中和剩余酸液，再用清水进行清洗腐蚀池及金属板材试样。

腐蚀酸采用盐酸、硝酸、硫酸或王水等。当使用浓盐酸、金属板材试样为铝合金时，腐蚀时间为1~5分钟。当使用浓盐酸、金属板材试样为碳钢时，腐蚀时间为3~15分钟。基于金属板材种类不同，使用酸种类可以不同，腐蚀时间也不同，腐蚀时间不同依据腐蚀时化学反应速率及腐蚀深度所决定。

采用石蜡涂层保护、酸腐蚀出平行金属板材表面的一定面积和深度的面积型人工缺陷，用来模拟金属板材分层缺陷，在使用超声兰姆波检测时，作为对比试样人工伤来调整探伤仪的检测基准灵敏度。亦可作为人工模拟分层缺陷的制作。缺陷形状和大小由无石蜡保护层处的腐蚀池面积形状和大小决定；缺陷深度由腐蚀时间决定。