[实用新型]一种用于焊缝检测的TOFD探头装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种焊缝缺陷的检测装置，尤其涉及一种用于焊缝检测的TOFD探头装置。

背景技术

目前在对焊缝缺陷的TOFD(Time Of Flight Diffraction，超声波衍射时差法)检测中，通常采用的检测工艺是采用两个同频率、同楔块角度、同晶片尺寸的探头组合成一对探头对，并设置在待检测的焊缝中心线两侧的对称位置，如此能够达到对整个焊缝截面进行TOFD检测的目的。

但是上述结构的探头对只适合于平面对接焊缝的检测，要求两侧母材等厚、表面平齐，使TOFD检测时接收探头能够轻易接收到由缺陷端点发射出的衍射信号，从而完成对焊缝的检测。而在实际设备制造中，经常会遇到例如母材厚度不一致，为降低应力需要单边削薄等情况，而导致存在一定坡度的对接焊缝，影响TOFD探头的布置，此时采用现有技术就会有检测灵敏度偏低或者噪音信号太大等不利影响，影响检测结果。

实用新型内容

为了解决上述现有技术中存在的不足，本实用新型提供一种用于焊缝检测的TOFD探头装置，结构简单，能够有效并高灵敏度地用于母材不等厚对接焊缝的检测。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种用于焊缝检测的TOFD探头装置，包括至少一组探测楔块对，所述的探测楔块对包括设置在焊缝一侧的坡面母材上的第一楔块和设置在所述的焊缝另一侧的平面母材上的第二楔块，所述的第一楔块与所述的坡面母材之间为第一接触面，所述的第二楔块与所述的平面母材之间为第二接触面，所述的第一楔块上固定设置有发射探头，所述的第二楔块上固定设置有接收探头，所述的接收探头的主声束与所述的第二接触面法线之间的夹角角度为标准值，所述的发射探头的主声束与所述的第一接触面法线之间的夹角角度不大于标准值与所述的坡面母材的坡度之和，所述的发射探头的晶片尺寸不小于所述的接收探头的晶片尺寸，所述的发射探头与所述的接收探头的频率一致，所述的第一楔块与所述的焊缝中心线的安装距离不小于所述的第二楔块与所述的焊缝中心线的安装距离。

在一些实施方式中，所述的第一楔块内设置有第一安装面，所述的发射探头与所述的第一安装面耦合连接，所述的第二楔块内设置有第二安装面，所述的接收探头与所述的第二安装面耦合连接。

在一些实施方式中，所述的第一楔块和所述的第二楔块的材质选用有机玻璃。

在一些实施方式中，所述的接收探头的主声束与所述的第二接触面法线之间的夹角角度为α，所述的发射探头的主声束与所述的第一接触面法线之间的夹角角度为β，所述的坡面母材的坡度为θ，则(α+θ/2)≤β≤(α+θ)。由此，具有更好的检测效果。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：通过对TOFD探头对的楔块角度、晶片尺寸、以及安装距离的优化设置，增强发射探头的入射信号，并使入射主声束与与焊缝中心线的角度接近于平面侧常规波束与焊缝中心线的角度。提高了接收衍射信号的能力，降低了坡度母材引起的声束角度对于检测有效区的影响，从而保证整个焊缝截面得到高灵敏度及准确检测。本实用新型结构简单，取材方便。

附图说明

图1为本实用新型一实施例的一种用于焊缝检测的TOFD探头装置的结构示意图。

其中，第一楔块1，第二楔块2，焊缝3，坡面母材4，平面母材5，第一安装面6，发射探头7，第二安装面8，接收探头9，焊缝中心线10，热影响区11，焊缝熔合线12。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型一种作进一步详细说明，但不作为对本实用新型的限定。

如图1所示，一种用于焊缝检测的TOFD探头装置，包括至少一组探测楔块对，探测楔块对包括第一楔块1和第二楔块2，第一楔块1设置于焊缝3一侧的坡面母材4上，第二楔块2设置于焊缝3另一侧的平面母材5上。第一楔块1与坡面母材4之间为第一接触面，第二楔块2与平面母材5之间为第二接触面。第一楔块1内设置有第一安装面6，第一安装面6上固定设置有发射探头7，即将坡面侧探头作为发射探头7。第二楔块2内设置有第二安装面8，第二安装面8上固定设置有接收探头9，即将平面侧探头作为接收探头9，探头与安装面之间耦合连接。焊缝3的中心线10是缺陷主要检测处，第一楔块1与焊缝中心线10的安装距离不小于第二楔块2与焊缝中心线10的安装距离，且焊缝3具有一定宽度，因此发射探头7和接收探头9与中心线6之间的最小安装距离不小于焊缝3宽度。图1中还示出了热影响区11和焊缝熔合线12。