[发明专利]接触式超声无损检测直线自动扫查装置

说明书

一、技术领域

本发明设计了一套接触式超声无损检测直线自动扫查装置，实现对板类焊接构件和曲面焊接构件的直线焊缝区域的缺陷及残余应力进行自动扫查。

二、背景技术

焊接构件在日常生活中几乎无处不在，如汽车车体、船舶壳体、高压容器等等，焊接的质量严重影响了这些构件的抗疲劳强度和使用寿命。而影响焊接质量很重要的两个因素是焊接的残余应力和焊缝的内部缺陷的存在。

国内外开展残余应力和表面缺陷超声无损检测，主要是手持式检测，即检测人员手持检测传感器进行逐点检测，这种检测方法的检测误差较大，容易出现漏检的情况。内部缺陷检测（TOFD）目前应用较广泛，在检测过程中使用专用的手推式机械扫查架。机械扫查架包含有主架、磁轮机构及编码器。主架为一由两横梁及两纵向梁形成的框架结构，纵向梁的两端与两横梁对应固接，其中,纵向梁分别由相互连接且能彼此相对转动的两纵梁构成；各横梁分别连接有两个能沿横梁的长度方向移动的磁轮机构，编码器设置于其中一横梁的端部。这种机械扫查架由检测人员用手推着进行扫查，不能达到自动扫查的目的。

直线焊缝自动扫查装置能够实现扫查过程的自动化，扫查的速度可以调节，并能保证匀速扫查。扫查的精确位置信息由光栅尺记录，能够准确评估出缺陷的位置。磁吸技术的应用可以方便的将检测装置吸附于待检测区域，并能人为控制磁吸座的通断。安装不同的检测传感器，该装置能分别实现对板类和曲面焊接构件的焊接残余应力的检测、表面缺陷检测以及焊缝内部缺陷检测，适应性较强。

三、发明内容

本发明涉及一套接触式超声无损检测直线自动扫查装置，该装置主要用于直线焊缝缺陷和焊接残余应力的自动检测。磁吸式底座可以使检测装置方便的吸附在待测焊缝区域；电机和直线导轨构成检测装置横梁，电机驱动安装检测传感器的滑块沿着直线导轨运动；传感器可以为残余应力检测传感器、TOFD检测传感器和表面缺陷检测传感器；检测的位置信息由光电式编码器记录并反馈；该装置既可适用于板类焊接构件的焊缝区域自动检测，也可以实现管道等曲面焊接构件焊缝的自动检测，提高了检测效率。

四、附图说明

图1接触式超声无损检测直线自动扫查装置

1-立柱2-固定块3-步进电机（含光电编码器）4-磁吸座5-焊接钢板6-固定板7-滑块8-直线导轨9-柔性压杆10-直线焊缝11-检测传感器

图2柔性压杆的局部示意图

12-连接块13-套筒14-弹簧15-压杆16-挡板17-检测传感器

五、具体实施方式

下面对本发明的具体实施方式进行详细说明：

如图1所示，接触式超声无损检测直线自动扫查装置主要由磁吸座、步进电机（含光电编码器）、直线导轨、柔性压杆和检测传感器等几个重要部分组成。

磁吸座的磁吸力足够大并能够通过旋钮控制通断，磁吸座的底面可根据被检测的工件的表面的曲率加工成相同曲率的曲面形状，从而使磁吸座与被检测工件紧密贴合，检测装置更加稳固。直线电机作为驱动装置，驱动直线导轨上的滑块带动检测传感器进行自动扫查。扫查的位置信息由光电编码器记录并反馈。柔性压杆为检测传感器提供恒定的压力，使检测传感器与被测工件表面之间耦合良好，从而保证检测结果的可靠性和准确性。

如图2所示，柔性压杆主要由套筒、弹簧、挡板和压杆几个部分组成，弹簧为压杆提供恒定的压紧力，是检测传感器紧密贴合被测工件表面，即使在检测过程中出现凹凸不平的表面，传感器在压力作用下也能很好的与被测表面耦合。

检测传感器可根据实际中的检测要求，更换成残余应力检测传感器、表面缺陷检测传感器和TOFD检测传感器。

扫查过程中，将磁吸座吸附在直线焊缝位置，旋转磁吸座上的旋钮至开状态，使装置牢固的吸附在待测区域，并使直线导轨与直线焊缝保持平行。根据检测要求选择合适的检测传感器安装在柔性压杆上。在进行直焊缝焊接残余应力检测和表面缺陷检测时，传感器平行于直线焊缝放置；在进行直线焊缝内部缺陷检测时，传感器垂直于直线焊缝放置，发射和接收的传感器分别位于直线焊缝的两侧。通过软件控制步进电机的运行速度和运行距离，并设定扫查间距，当检测传感器到达设定位置时，光栅尺发出触发信号触发采集系统采集当前位置的超声信号并进行相应的数据处理，从而实现自动化扫查。