[发明专利]涡轮转轴焊缝超声波检测系统及方法

权利要求书

1.涡轮转轴(1)焊缝超声波检测系统，所述涡轮转轴(1)包括由电子束焊缝(12)连接的涡轮叶轮(11)和涡轮轴(13)，其特征在于，包括沉浸水槽(14)、X轴超声波探头(21)、Y轴超声波探头(22)、X轴步进气缸(32)和主轴(15)，所述沉浸水槽(14)内装填有传播超声波介质的液体，所述主轴(15)安装于沉浸水槽(14)之内，包括用以安装涡轮转轴(1)的治具(16)和驱动治具(16)在W轴上进行顺/逆时针旋转的主轴电机(17)，所述X轴超声波探头(21)在X轴步进气缸(32)的驱动下沿涡轮转轴(1)的径向移动并发射声波，所述Y轴超声波探头(22)沿涡轮转轴(1)的轴向发射声波，形成焊缝及焊缝周边部位的三维扫描。

2.根据权利要求1所述的一种涡轮转轴(1)焊缝超声波检测系统，其特征在于，所述X轴步进气缸(32)、X轴超声波探头(21)和Y轴超声波探头(22)均安装在超声波探头调节机构(3)上，所述超声波探头调节机构(3)设置于主轴(15)的一侧，还包括Y轴气缸(35)，所述Y轴气缸(35)安装于X轴步进气缸(32)之上，所述Y轴气缸(35)沿Y轴作垂直移动，所述Y轴气缸(35)上安装有探头支架，所述X轴超声波探头(21)和Y轴超声波探头(22)安装于探头支架之上。

3.根据权利要求2所述的一种涡轮转轴(1)焊缝超声波检测系统，其特征在于，所述探头支架上还设置有超声波反射体和探头夹具(39)，所述探头夹具(39)与X轴超声波探头(21)和Y轴超声波探头(22)连接，用以调整X轴超声波探头(21)和Y轴超声波探头(22)的在A轴上的发射角度，所述超声波反射体设置于X轴超声波探头(21)和Y轴超声波探头(22)的发射端之前，用以调整超声波在B轴上的反射角度。

4.根据权利要求2所述的一种涡轮转轴(1)焊缝超声波检测系统，其特征在于，还包括缺陷标记装置(4)，所述缺陷标记装置(4)包括升降装置，支臂(45)和标记笔(44)，所述升降装置安装于Y轴气缸(35)上，所述支臂(45)一端与升降装置连接，另一端与标记笔(44)连接。

5.根据权利要求1所述的一种涡轮转轴(1)焊缝超声波检测系统，其特征在于，还包括机械臂机构(5)，所述机械臂机构(5)安装于主轴(15)的一侧，包括平行于涡轮转轴(1)的轴向作垂直移动的U轴移动装置和夹具(56)，所述夹具(56)安装于U轴移动装置之上，所述夹具(56)的轴线与主轴(15)的治具(16)位于同一轴线之上。

6.一种涡轮转轴(1)焊缝超声波检测方法，所述涡轮转轴(1)包括由电子束焊缝连接的涡轮叶轮(11)和涡轮轴(13)，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将涡轮转轴(1)安装到主轴(15)的治具(16)之上，所述治具(16)设置于装填有传播超声波介质的液体的沉浸水槽(14)之内；

S2、主轴(15)开始顺/逆时针旋转；

S3、X轴超声波探头(21)沿涡轮转轴(1)的径向发射纵波，对焊缝及焊缝周边部位进行步进式分层扫描；

S4、Y轴超声波探头(22)沿涡轮转轴(1)的纵向发射纵波，对焊缝及焊缝周边部位进行覆盖扫描；

S5、完成扫描之后，根据将采集到的数据传送到上位机进行判断是否存在缺陷；

S6、检测完成。

7.根据权利要求6所述的一种涡轮转轴(1)焊缝超声波检测方法，其特征在于，所述步骤S1还包括：

S11，机械臂机构(5)抓取待检测的涡轮转轴(1)；

S12，机械臂机构(5)带动涡轮转轴(1)下降到沉浸水槽(14)的液体之内；

S13,机械臂机构(5)将涡轮转轴(1)安装到主轴(15)的治具(16)之上。

8.根据权利要求6所述的一种涡轮转轴(1)焊缝超声波检测方法，其特征在于，所述步骤S2还包括：

S21、超声波探头调节机构(3)调整X轴超声波探头(21)和Y轴超声波探头(22)的位置，使X轴超声波探头(21)和Y轴超声波探头(22)与涡轮转轴(1)的径向位于同一轴线之上；

S22、检测X轴超声波探头(21)的步进式移动装置是否到达起始位置；

S23、主轴(15)治具(16)夹紧涡轮转轴(1)；

S24、主轴(15)开始顺/逆时针旋转。