[发明专利]一种检测焊缝缺陷的方法

说明书

技术领域

本发明涉及无损检测技术领域，特别是涉及一种检测焊缝缺陷的方法。

背景技术

名词解释：

弱连接缺陷：研究表明，铝合金搅拌摩擦焊过程中由于焊前表面氧化膜的存在，焊后在焊缝表面可能形成一层与焊缝内部不同的氧化物层，由于对接表面氧化膜在焊接过程中可能未被完全搅拌打碎，从而在焊缝中残留并呈半连续状分布，被称为“S线”或“Z线”。S曲线是搅拌摩擦焊接头中一种特殊的根部缺陷，并且将S线定义为单面搅拌摩擦焊接头的“弱连接缺陷”。

搅拌摩擦焊技术与传统的弧焊方法(如GTAW、GMAW等)相比较，搅拌摩擦焊接在轻合金材料的焊接方面具有许多优越性，如无烟尘、无气孔、无飞溅、无需添加焊丝、焊接时不需使用保护气体、焊后接头晶粒细小、残余应力小和变形小等优点。

弱连接缺陷对搅拌摩擦焊接头疲劳寿命产生了直接的影响，没有弱连接缺陷接头的疲劳寿命是有弱连接缺陷的21-43倍，接头的疲劳断裂显示裂纹起源于弱连接缺陷的根部，弱连接缺陷在很大程度上降低了接头的疲劳寿命。这也限制了铝合金搅拌摩擦焊接技术的推广和使用。

随之S线(弱连接缺陷)的无损检测要求也成了关注的重点，在搅拌摩擦焊接焊核区有S线，通过SEM、TEM观察，S线是由0.01～0.2μm的AL₂O₃颗粒组成的，由于此类缺陷的尺度微小，一般很难发现,传统超声、X射线都无法有效的检测出,目前S线的检测主要依靠破坏焊缝结构后对成分进行金相分析才可能有效检测到，检测效率极为低下。

目前还没有一种在不破坏结构的前提下可以有效检测出S线的无损检测评价方法。

因此，希望有一种技术方案来克服或至少减轻现有技术的至少一个上述缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种检测焊缝缺陷的方法来克服或至少减轻现有技术的中的至少一个上述缺陷。

为实现上述目的，本发明提供一种检测焊缝缺陷的方法，所述检测焊缝缺陷的方法包括如下步骤：步骤1：使用超声换能器，利用超声波脉冲回波法对已知具有弱连接缺陷的试验件的焊缝表面以及焊缝表面的周侧进行超声波扫查，并收集返回波形，利用返回波形绘制成基准成像波形图；步骤2：打磨待测试验件，使待测试验件焊缝表面打磨平整；步骤3：将待测试验件浸入液体中，使用超声换能器，利用超声波脉冲回波法对待测试验件的焊缝表面以及焊缝表面的周侧进行超声波扫查，并收集超声换能器收到的波形，以此判断待测试验件的焊缝处以及焊缝表面的周侧是否存在缺陷；若不存在缺陷，停止检测；若存在缺陷，进行下一步骤；步骤4：利用收到的波形数据制成待测试验件的焊缝以及焊缝表面的周侧的对比成像波图形；步骤6：将对比成像波形图与基准成像波形图进行对比，判断待测试验件的焊缝处以及焊缝表面的周侧是否具有弱连接缺陷，若对比成像波形图与基准成像波形图一致，则判断待测试验件具有弱连接缺陷。

优选地，所述液体为纯净水溶液。

优选地，所述超声换能器发出的超声波垂直作用待测试验件的焊缝表面以及焊缝表面的周侧上。

优选地，所述超声换能器发出的超声波频率为50MHz～100MHz。

优选地，所述焊缝表面的周侧为焊缝表面两侧一倍焊缝宽度的范围。

优选地，所述检测焊缝缺陷的方法用于检测铝合金搅拌摩擦焊接中的待测试验件的焊缝区域。

优选地，所述波形为射频波形、正半波波形或者负半波波形。

在本发明的检测焊缝缺陷的方法中，将对比成像波形图与基准成像波形图进行对比，判断待测试验件的焊缝处以及焊缝表面的周侧是否具有弱连接缺陷，若对比成像波形图与基准成像波形图一致，则判断待测试验件具有弱连接缺陷。采用这种方法，相比现有技术，无需破坏待测试验件即能够判断是否具有弱连接缺陷，且方法简单，方便。

附图说明

图1是根据本发明一实施例的检测焊缝缺陷的方法的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。