[发明专利]一种激光焊接接头专用的复合无损检测装置及方法

说明书

本发明公开了一种激光焊接接头专用的复合无损检测装置，包括X射线源、平板探测器；所述的X射线源位于焊缝工件的焊缝区域上方，平板探测器位于焊缝区域下方；所述的焊缝区域上方还设置有超声相控阵探头；本发明还公开了其检测方法，该方法通过X射线检测以及超声相控阵检测的复合检测方法来检测一个焊接构件的同一部位，用这两种检测方法的两种数据分析同一个位置，互相佐证，解决了现有技术中存在的无法定位缺陷在焊缝三维空间中的具体位置、检测成像效果差等问题。且定位精度更高，准确性更好，检测速度快，能够满足激光焊接缺陷在三维空间内的定位及定量检测。

技术领域

本发明属于激光焊接接头无损检测领域，尤其指代一种激光焊接接头专用的复合无损检测装置及方法。

背景技术

激光焊接是利用高能量密度的激光束作为热源的一种高效精密焊接方法。激光焊接过程属热传导型，即激光辐射加热工件表面，表面热量通过热传导向内部扩散，通过控制激光功率、焊接速度、保护气流量等参数，使工件熔化，形成特定的熔池。熔池内的液态金属凝固后形成焊缝，从而实现两个被焊工件的连接。激光焊接具有能量密度高，焊接速度快、焊缝的深宽比大、晶粒细小以及热影响区窄等优点。已被成功应用于航空航天，汽车制造以及微小型零件的精密焊接等领域。

激光焊接过程中由于材料熔化迅速、冷却速度快以及受热不均等原因，使得在焊接工艺参数选择不当的情况下，焊缝内易形成孔洞、裂纹等缺陷。在新技术应用的同时，激光焊接缺陷的检测问题也随之而出，对焊接缺陷的无损检测也提出了更高的要求。

目前针对激光焊接缺陷的主要检测方法有目视检测、渗透检测、超声检测和X射线检测。目视检测和渗透检测只可以检测出表面的缺陷。超声检测虽然能检测出焊缝内部的缺陷，但其主要反映缺陷在（y,z）坐标平面内的位置、形状和大小信息，无法准确定位缺陷在焊缝三维空间内的具体位置。X射线检测虽然能检测出焊缝内部的缺陷，但其主要反映缺陷在（x,y）坐标平面内的位置、形状和大小信息，无法准确定位缺陷在焊缝三维空间内的具体位置。

针对以上问题，如何实现激光焊接缺陷高精度三维无损检测成为业界人士关心的重要课题。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的问题，公开了一种激光焊接接头专用的复合无损检测装置及方法，本发明采用X射线检测以及超声相控阵检测的复合检测方法来检测一个焊接构件的同一部位，用这两种检测方法的两种数据分析同一个位置，互相佐证。解决了现有技术中存在的无法定位缺陷在焊缝三维空间中的具体位置、检测成像效果差等问题。

本发明是这样实现的，一种激光焊接接头专用的复合无损检测装置，包括X射线源、平板探测器；所述的X射线源位于焊缝工件（母材）的焊缝区域上方，平板探测器位于焊缝区域下方，X射线源与平板探测器表面呈垂直关系，平板探测器表面与焊缝工件呈平行关系；所述的焊缝区域上方还设置有超声相控阵探头。

进一步，所述的X射线源以及平板探测器通过第二数据线缆分别与图像控制单元一端相连，图像控制单元另一端连接于计算机。

进一步，所述的超声相控阵探头通过第一数据线缆与显示器相连。

本发明还公开了一种激光焊接接头专用的复合无损检测方法，该方法的具体步骤如下：

步骤1，酒精擦拭焊缝区域并涂上一层超声检测专用耦合剂；

步骤2，经X射线检测，标注出各缺陷所在的(x,y)坐标位置；

步骤3，经超声相控阵检测，定位出缺陷所在的（y,z）坐标位置；

步骤4，结合上述步骤2以及步骤3所得到的X射线检测结果与超声相控阵检测结果，从而获得缺陷在焊缝内的三维坐标位置。

进一步，所述的步骤1具体为：

1.1， 对激光焊接接头，使用机加工方法将焊缝余高和表面污染物去除，使焊缝表面保持光滑平整；