[实用新型]用于涡轮机匣电子束焊缝水浸超声C扫检测的模拟标准件

说明书

技术领域

本实用新型涉及航空发动机涡轮机匣电子束焊缝检测技术领域，特别涉及用 于航空发动机涡轮机匣电子束焊缝水浸超声C扫检测的模拟标准件。

背景技术

涡轮机匣是航空发动机非常重要的部件。航空发动机涡轮机匣的零件4与零 件5之间的焊接连接，由于其结构特点、工作环境和材料性能，设计上对焊缝的 熔深、焊缝中的缺陷、焊接残余变形都有很高的要求。鉴于此，航空发动机涡轮 机匣零件4与零件5之间的焊接采用电子束焊接(EBW)。电子束焊接能量密度极 高，容易实现金属材料的深熔透焊接，具有焊缝窄、深/宽比大、焊缝热影响区 小、焊接残余变形小、焊接工艺参数容易精确控制、重复性和稳定性好等优点。 正是由于其上述优点，电子束焊接技术获得了长足发展，已广泛应用于各个行业。 但是由于制造零部件的材料、焊缝的状态、焊接工艺和焊后处理等因素的影响， 电子束焊缝内部经常产生缺陷,如气孔、裂纹、未焊透和未熔合等，直接影响到 焊缝的强度和使用可靠性。为了保证电子束焊缝的质量，必须对零部件上的焊缝 区域进行无损检测。

由于电子束焊缝的深/宽比大，缺陷一般都比较小,因此对检测灵敏度要求比 较高。针对焊缝内部缺陷的无损检测，常用方法有X射线检测法和超声波检测法。 但现有技术的射线检测，只能检测焊缝中的气孔、裂纹等缺陷，可以判断是否焊 透，但无法确定焊接熔深值。一般情况下超声检测也只是检测焊接缺陷，至于熔 深的确定应用也较少。

在航空发动机涡轮机匣生产加工中，为了掌握电子束焊缝的质量，需要对涡 轮机匣电子束焊缝的熔深进行检测，但现有技术没有检测电子束焊缝熔深与缺陷 的有效方法。发明人通过分析认为使用超声波来确定焊缝熔深有一定的可行性， 但前提是必须有能够模拟实际零件的模拟标准件，特别是熔深部分，如何模拟实 际被检零件，如何模拟熔深便是最大的难题。

发明内容

本实用新型针对工作实践提出的问题，提供了一种用于涡轮机匣电子束焊缝 水浸超声C扫检测的模拟标准件，以确定超声C扫检测的检测灵敏度，以及检 测被检工件涡轮机匣电子束焊缝熔深、焊缝中缺陷。

本实用新型提供的用于涡轮机匣电子束焊缝水浸超声C扫检测的模拟标准 件，其构成包括回转筒体和固定在回转筒体一端的同轴圆盘，在圆盘的下端面同 一直径圆周上加工有3个垂直于圆盘端面不同直径的，用于检测工件电子束焊缝 缺陷的作为参考标准的平底孔，3个不同直径的平底孔分别为焊缝允许忽略不计 的最大当量直径的平底孔、多个缺陷允许的最大当量直径的平底孔和单个缺陷允 许的最大当量直径的平底孔，平底孔的孔底面距其上方圆盘上端面的距离δ₁与 涡轮机匣焊缝装配面距检测基准端面距离δ₂相同，平底孔正上方端面距模拟标 准件安装端面的高度h₁与涡轮机匣焊缝检测基准端面距其安装端面的高度h₂相 同，平底孔位置所在圆周直径与被检工件加工后的内圈直径加上焊缝最小熔深值 基本相等，即平底孔所在位置的直径D₁≈D₃+F，其中D₃为涡轮机匣机加工后的 内圈直径，F为焊缝最小熔深。

在本实用新型的上述技术方案中，所述水浸超声C扫检测，是指将被检测 的涡轮机匣(工件)浸于水中，通过超声波扫描成像对涡轮机匣(工件)上的电 子束焊缝进行检测，以确定工件上的电子束焊缝是否满足设计要求。

在本实用新型的上述技术方案中，在圆盘的下端面同一直径圆周上可加工两 组或两组以上的3个垂直于圆盘端面不同直径的用于检测工件电子束焊缝缺陷 的作为参考标准的平底孔。设置多组参考标准平底孔，可防止一个平底孔加工失 误带来整个模拟标准件报废。参考标准平底孔一般设置为两组。

在本实用新型的上述技术方案中，所述圆盘上端面从平底孔所在区域至圆盘 边缘的环形平面优先设计为下沉台阶平面。圆盘上端面采取这样的结构设计，有 利于保证平底孔的孔底面距其上方圆盘端面的距离δ₁与焊缝装配面距检测基准 端面距离δ₂相同，以及平底孔正上方圆盘端面距模拟标准件安装端面的高度h₁与被检工件焊缝检测基准端面距被检工件安装端面的高度h₂相同。