[发明专利]一种粘接质量的超声检测方法

说明书

本发明提供了一种粘接质量的超声检测方法，通过以下步骤实现：步骤1、在复合材料叶片前缘未粘接金属包边前，对前缘处用超声喷水穿透C扫法进行检测，排除前缘处有缺陷的复合材料叶片；步骤2、在前缘处无缺陷的复合材料叶片粘接金属包边后，用超声喷水穿透C扫法检测叶片包边处，确定脱粘缺陷的水平位置，并做标记；步骤3、用高分辨延迟块探头分别从正、反两面检测上述标记处，通过对面的复合材料/金属/空气的界面波组成的反射超声波脉冲的高度来判断脱粘缺陷产生在哪一个面。本发明的方法可快速、准确地检测出该种构件金属包边不大于Φ5mm脱粘缺陷，且能准确确定脱粘产生在哪一个面，满足产品设计和返修要求。

技术领域

本发明涉及一种粘接质量的超声检测方法，特别是树脂基复合材料叶片前缘与小厚度金属包边粘接质量的超声检测方法，属于超声无损检测领域。

背景技术

新型发动机叶片已开始采用纤维增强树脂基复合材料与小厚度金属包边粘接的新型结构来代替纯金属叶片，该结构可大大减轻叶片的重量。但是，该结构中的包边在使用过程中会遭受高温、高速气流的冲刷，粘接质量不好时会导致包边脱落进入发动机中，造成重大事故，因此必须采用有效的无损检测技术对其粘接质量进行检测。

上述叶片结构中，金属包边厚度≤0.3mm，粘接包边的复合材料叶片前缘的厚度不一致，且包边外形不规则。由于该结构为新型结构，具有包边薄、外形不规则、双面粘接等特点，国内外鲜有该类结构的无损检测案例。目前，超声检测是常用的无损检测方法，但是，采用常规的超声检测方法对上述结构的粘接质量检测时，由于上述结构的特殊性(例如包边不规则、薄、叶片前缘厚度不一致等)，会存在以下问题：金属包边难以分辨、包边外形不规则难以耦合、包边脱粘与复材叶片前缘内缺陷难以区分、脱粘产生在哪一面难以确定，严重影响检测结果。

发明内容

本发明克服现有技术的不足，提供一种粘接质量的超声检测方法，实现了树脂基复合材料叶片前缘与小厚度金属包边粘接质量的超声无损检测。

本发明的技术解决方案：

本发明提供一种粘接质量的超声检测方法，通过以下步骤实现：

步骤1、在复合材料叶片前缘未粘接金属包边前，对前缘处用超声喷水穿透C扫法进行检测，排除前缘处有缺陷的复合材料叶片；

步骤2、在前缘处无缺陷的复合材料叶片粘接金属包边后，用超声喷水穿透C扫法检测叶片包边处，确定脱粘缺陷的水平位置，并做标记；

步骤3、用高分辨延迟块探头分别从正、反两面检测上述标记处，通过对面的复合材料/金属/空气的界面波组成的反射超声波脉冲的高度来判断脱粘缺陷产生在哪一个面。

进一步的，所述步骤2中，确定脱粘缺陷的水平位置具体包括：(1)确定超声喷水穿透C扫自动扫查设备的基本检测参数；(2)确定超声喷水穿透C扫自动扫查设备所用超声仪的检测灵敏度；(3)根据确定的检测灵敏度，按照确定的基本检测参数对被检叶片的包边处进行扫查。

进一步的，上述基本检测参数的确定可采用使用超声喷水穿透C扫自动扫查设备时常规的基本检测参数确定方法，例如，超声喷水穿透C扫自动扫查设备中，探头频率1～5MHz，水柱直径≤5mm，扫查步进≤1mm，扫查方向与前缘方向垂直，步进方向与前缘方向平行，设置穿透波的高度为超声仪满屏高度对应的直流模拟输出信号值的20％为阈值，令C扫图中信号值小于等于阈值的区域显示为红色。

进一步的，超声仪的检测灵敏度确定包括：

a、准备n≤10个直径为4～6mm、厚度小于0.05mm的不透声材料；

b、将上述n个材料沿无脱粘缺陷复合材料叶片前缘包边的中线，分别在距包边端部的L/(n+1)、2*L/(n+1)、3*L/(n+1)、……、n*L/(n+1)处放置，并粘接在包边上，其中，L为包边长度；