[发明专利]可调节式焊缝探伤导波探头及使用方法

说明书

技术领域

 本发明涉及一种焊缝无损检测的探头，特别涉及一种超声波检测焊缝缺陷的导波探头，属于无损探伤技术领域。

背景技术

焊接是通过高温熔融两块金属材料的连接边缘，使得两块金属材料彼此固定连接成一体的一种金属固定连接工艺。由于各种因素的影响，焊缝处往往会出现裂纹、未溶合、气孔、咬边等焊接缺陷，一些重要的焊接结构件如船舶船体、压力容器、管道和重要设备的承力结构件等如有前述焊接缺陷，则存在着焊缝开裂、结构件失效的重大安全隐患。因此，在焊接结构件制造过程中，必须照有关规范的规定，对焊接形成的对接焊缝进行一定数量的超声或射线检测，以保障产品质量。

超声导波检测是近年来发展起来无损检测新方法，一次扫描即可测量整个厚度范围内包括内部和表面的所有缺陷，并且可同时实现缺陷定位与尺度检测，在很多大型长输结构如管道、铁轨等得到了广泛的应用。

现有的超声检测技术为逐点扫查法，不仅费时费力，而且存在一定的盲区。射线技术广泛用于压力容器焊缝的检测，但是检测准备时间长，危险性大，检测成本高。此外，以上两种方法只能实现离线检测，检测过程包括停工、倒空、清洗、除锈(甚至拆保温)以及检测等工序，存在检测费用高、检测时间长等缺陷。

将超声导波应用于焊缝探伤，必须让导波探头固定在焊缝上，并且让探头和焊缝更好的耦合。现有的超声检测方法只能手持导波探头进行检测，无法将导波探头可靠地固定在焊缝上，影响检测的准确度，也不能较好地适应宽度不同的焊缝探伤。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构稳定、易于操作、便于调节和拆解，适用于不同宽度焊缝检测的可调节式焊缝探伤导波探头。

本发明的目的通过以下技术方案予以实现：

    一种可调节式焊缝探伤导波探头，包括同轴连接器1、阻尼块3、晶片固定条4、金属外壳5、吸声材料6、压电晶片7、斜楔块8、条状磁铁9和柔性隔声条10，所述金属外壳5为长方体形，同轴连接器1固定在金属外壳5上侧，所述条状磁铁9分别固定在在金属外壳5底部宽度方向两侧的第一凹槽51内，所述柔性隔声条10分别粘接在金属外壳5底部长度方向两侧的第二凹槽52内；斜楔块8设置在金属外壳5下部内，压电晶片7设置在斜楔块8的斜面上，阻尼块3位于压电晶片7上侧，阻尼块3和压电晶片7通过两侧的晶片固定条4固定在斜楔块8的斜面上，压电晶片7通过电缆线2与同轴连接器1连接；吸声材料6充填在金属外壳5内，且包容斜楔块8、压电晶片7、晶片固定条4和阻尼块3；斜楔块8的楔角θ范围在30°＜θ＜60°，且金属外壳5的长度S、高度L和晶片长度d应满足：S＞dcosθ，L＜d2sinθ。

本发明的目的还可以通过以下技术措施来进一步实现：

    前述的可调节式焊缝探伤导波探头，其中所述同轴连接器1径向一侧设有可拆卸铰链11，可调节式焊缝探伤导波探头包括发射探头和接收探头，所述发射探头和接收探头通过可拆卸铰链11铰接。

    前述的可调节式焊缝探伤导波探头，其中所述斜楔块8采用聚胺脂材料制成。

    前述的可调节式焊缝探伤导波探头，其中用于发射探头的压电晶片7采用PZT-8型压电陶瓷晶片材料；用于接收探头的压电晶片7采用PZT-5型压电陶瓷晶片材料。压电晶片7的中心频率为245～255KHz。

    前述的可调节式焊缝探伤导波探头，其中所述柔性隔声条10采用离心玻璃棉材料制成；所述可拆卸铰链11为金属或高分子材料制成。

一种可调节式焊缝探伤导波探头的使用方法，发射探头和接收探头有以下两种组合使用方法：

    1）通过可拆卸铰链11铰接的发射探头和接收探头可调节夹角地横向并排布置，被检焊缝表面涂有粘性耦合剂，发射探头和接收探头分别通过底部的条状磁铁9横向并排吸附固定在被检焊缝上。

    2）发射探头和接收探头纵向前后布置，被检焊缝表面涂有粘性耦合剂，发射探头和接收探头分别通过底部的条状磁铁9纵向前后吸附固定在被检焊缝上；此时发射探头和接收探头之间距离H大于10个导波波长。

前述的可调节式焊缝探伤导波探头的使用方法，其中所述1）中通过可拆卸铰链11铰接的发射探头和接收探头之间的夹角α≤15°。