[发明专利]用于渐变性声速非均匀金属厚板焊缝相控阵超声检测方法

权利要求书

1.用于渐变性声速非均匀金属厚板焊缝相控阵超声检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：制备轧制方向钢校准试块，钢校准试块为声速非均匀金属制成的长方块体，长500mm，高50mm，厚60mm，在长度方向上的距离一端100mm处，分别在高度方向的1/5、2/5、3/5、4/5处制备直径为3mm的横通孔，多个不同深度的横通孔布置成一列；

S2：斜探头选型；

S3：使用Olympus MX2相控阵仪器分别对TMCP试块中不同深度的横通孔进行测试，并记录相应的读数，具体步骤如下：

S3a：将Olympus MX2相控阵仪器与5L64线性阵列探头连接，并安装探头楔块，设置相控阵仪器的基本参数，初始声速设定为3230m/s，匹配探头类型，扇面扫查，激发电压110V，滤波范围2.5MHz~7.5MHz；

S3b：在IIW试块上利用相控阵仪器的校准功能校准获得楔块延迟28.45μs，并确认整个测试过程中这些参数没用变动；

S3c:将斜探头放置于校准试块上，首先对12mm埋深的横通孔检测，在长度方向上移动斜探头至合适位置，找到该横通孔的回波信号，并在检测角度范围内每隔5度偏转波束进行扇形扫查，当找到最大回波信号时，记录斜探头的入射点到该横通孔角度θ、声程Sr；

S4：对所有的横通孔的物理深度D_p以及斜探头的入射点到横通孔角度θ、声程S_r数据进行多项式拟合，得到映射关系函数；

D_p=p00+p10*θ+p01*Sr+p20*θ²+p11*θ*Sr+p02*Sr²+p30*θ³+

p21*θ²*Sr+p12*θ*Sr²+p03*Sr³

其中：

p00=31.75

p10=-8.082

p01=18.63

p20=0.3557

p11=-4.578

p02=0.5798

p30=-0.9749

p21=-0.03725

p12=-0.27

p03=-0.08089

S5：验证试块选用步骤S1中的校准试块或其他材质特性相同且已知各个横通孔深度的试块，用相控阵超声技术扇形扫查验证试块中的一物理深度为D_v的横通孔，获得某一特定角度θ_i时的声程值S_r，其中的θ_i不与步骤S3c中得到的任何角度θ相同，通过步骤S4中的映射关系函数得到横通孔的物理深度D_p，比较D_p和D_v的误差值，若D_p和D_v的误差小于等于物理深度D_v的10%或2mm，说明映射关系函数是有效且合理的，该验证试块适用该方法，否则重新进行步骤S3c和S4，并再次校验比较，若D_p和D_v的误差值始终大于D_v的10%或2mm，说明该验证试块的声速变化是非渐变性的，不适用该方法；

S6：用相控阵超声技术扫查声速非均匀金属厚板焊缝。

2.根据权利要求1所述的用于渐变性声速非均匀金属厚板焊缝相控阵超声检测方法，其特征在于，步骤S2中，基于检测区域全覆盖原则，确定探头的检测角度范围、使用的晶片数及起始晶片，再根据已确定的探头的检测角度范围、使用的晶片数、起始晶片、以及相控阵超声检测标准，确定探头的型号和楔块的类型。