[发明专利]一种激光焊缝自动化超声波检测装置及检测方法

说明书

本发明涉及轨道车辆焊接技术领域，公开了一种激光焊缝自动化超声波检测装置及检测方法，该装置包括控制单元、超声激励和接收单元和均与所述超声激励和接收单元连接的单发单收探头、编码器和信号处理单元；所述单发单收探头包括探头本体和设于所述探头本体内的发射晶片和接收晶片；所述控制单元与所述超声激励和接收单元以及所述编码器连接；所述编码器设于执行机构内/外，且所述执行机构与所述单发单收探头连接；所述信号处理单元处理后的信号进行超声波B扫描成像。本发明能够实现激光焊缝的快速检测和评价。

技术领域

本发明涉及轨道车辆焊接技术领域，特别是涉及一种激光焊缝自动化超声波检测装置及检测方法。

背景技术

不锈钢激光焊接技术，在城轨地铁项目开始大量应用，其焊缝的特点是焊缝熔合区特别细窄，并且采用半熔透的方式，在整个焊接过程中由于焊接参数异常波动、工件装配等因素很容易造成虚焊、未熔合、熔宽太窄或熔深太浅等缺陷，严重影响焊缝的质量，可能造成重大的经济损失和安全事故。

薄板搭接窄焊缝的无损检测方法，目前多数采用超声波C扫描的检测技术，且一般需要采用高频水浸聚焦的探头，该方法检测效率较低，且现场应用不方便；常规超声的检测方法，并不适应于半熔合搭接激光焊缝的检测，且一发一收的模式，对于更小缺陷的检测存在困难。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题之一为如何实现激光焊缝的快速检测和评价。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供一种激光焊缝自动化超声波检测装置，其包括控制单元、超声激励和接收单元和均与所述超声激励和接收单元连接的单发单收探头、编码器和信号处理单元；

所述单发单收探头包括探头本体和设于所述探头本体内的发射晶片和接收晶片；

所述控制单元与所述超声激励和接收单元以及所述编码器连接；

所述编码器设于执行机构内/外，且所述执行机构与所述单发单收探头连接；

所述信号处理单元处理后的信号进行超声波B扫描成像。

本发明的实施例中，所述超声激励和接收单元内置有用于采集焊缝的超声波A扫描的回波幅值的闸门，采集后的超声波A扫描的回波幅值信号上传至所述信号处理单元。

本发明的实施例中，所述信号处理单元处理后，所述焊缝的超声波A扫描的回波幅值信号进行超声波B扫描成像显示，以显示焊缝长度方向上的熔合情况图像。

本发明的实施例中，所述执行机构为驱动电机，所述驱动电机与所述单发单收探头连接，通过所述编码器发出信号驱动所述驱动电机带动所述单发单收探头沿焊缝的长度方向移动。

本发明的实施例中，所述执行机构为多轴机械手，所述多轴机械手设有至少一个夹持通道，所述单发单收探头对应设于所述夹持通道中，通过所述编码器发出信号驱动所述多轴机械手带动所述单发单收探头沿焊缝的长度方向移动。

本发明的实施例中，所述多轴机械手设于运动轨道上，具有待测焊缝的工件设于AGV上料及检测工作台上。

本发明还提供一种利用上述所述的激光焊缝自动化超声波检测装置的检测方法，用于检测上层板和下层板之间焊接后的焊缝熔合情况，具体包括：

将单发单收探头置于上层板或下层板外侧，通过超声激励和接收单元激励单发单收探头产生超声导波，并由执行机构根据编码器发出的信号带动单发单收探头沿焊缝的长度方向移动，若上层板、下层板熔合情况较差或没有熔合，则超声导波仅会在上层板或下层板中传播，当传播至上层板或下层板的端头时会产生端头回波，无焊缝反射回波；