[发明专利]一种提高双合金整体叶盘焊缝超声检测灵敏度的方法

权利要求书

1.一种提高双合金整体叶盘焊缝超声检测灵敏度的方法，该方法所针对的双合金整体叶盘(1)是由两个环状的柱体焊接在一起，其焊缝(2)是一个环状的面层，将该双合金整体叶盘(1)整体浸没于水槽(5)中，该提高灵敏度的方法是采用一个双焦点水浸聚焦探头(3)伸入到该双合金整体叶盘(1)的内孔(4)中，配合固定在双焦点水浸聚焦探头(3)前端的90°声反射镜(6)，使双焦点水浸聚焦探头(3)发出的声束在x-z平面内和y-z平面内的焦点会聚于焊缝(2)上的同一点；

所述的双焦点水浸聚焦探头(3)的晶片直径小于内孔(4)的直径，在x-z平面内具有焦距F₁，在y-z平面具有焦距F₂，且F₁≠F₂。

2.根据权利要求1所述的提高双合金整体叶盘焊缝超声检测灵敏度的方法，其特征在于：所述双焦点水浸聚焦探头(3)的晶片直径为6mm～13mm。

3.根据权利要求1所述的提高双合金整体叶盘焊缝超声检测灵敏度的方法，其特征在于：所述双焦点水浸聚焦探头(3)的频率为5MHz～10MHz。

4.根据权利要求1所述的提高双合金整体叶盘焊缝超声检测灵敏度的方法，其特征在于：所述双焦点水浸聚焦探头(3)在x-z平面内具有的焦距F₁的计算公式为：

式中：焊缝(2)距离内孔(4)的孔壁的距离为d，检测时采用的水距为H＝H₁+R，H₁为探头与反射镜的距离，水中的声速为c₁，双合金整体叶盘(1)中的声速为c₂。

5.根据权利要求1所述的提高双合金整体叶盘焊缝超声检测灵敏度的方法，其特征在于：所述双焦点水浸聚焦探头(3)在y-z平面具有的焦距F₂的计算公式为：

式中：双合金整体叶盘(1)的内孔(4)的半径为R，焊缝(2)距离内孔(4)的孔壁的距离为d，检测时采用的水距为H＝H₁+R，H₁为探头与反射镜的距离，水中的声速为c₁，双合金整体叶盘(1)中的声速为c₂。

6.根据权利要求1所述的提高双合金整体叶盘焊缝超声检测灵敏度的方法，其特征在于：在试验双合金整体叶盘(1)焊缝超声检测灵敏度时，在双合金整体叶盘(1)的试验件的侧圆周面上加工φ0.8mm、φ1.2mm、φ2.4mm和φ3.2mm的平底孔型人工缺陷，使平底孔型人工缺陷的孔底位于双合金整体叶盘(1)的焊缝(2)处。

7.根据权利要求1所述的提高双合金整体叶盘焊缝超声检测灵敏度的方法，其特征在于：双焦点水浸聚焦探头(3)发出的声束轴线垂直于双合金整体叶盘(1)的圆周面。

8.根据权利要求1所述的提高双合金整体叶盘焊缝超声检测灵敏度的方法，其特征在于：声反射镜(6)的对称面与双焦点水浸聚焦探头(3)的y-z平面重合。

9.根据权利要求1所述的提高双合金整体叶盘焊缝超声检测灵敏度的方法，其特征在于：该方法的步骤如下：

步骤一、确定双焦点水浸聚焦探头(3)的x-z平面和y-z平面的焦距

设：双合金整体叶盘(1)的内孔(4)的半径为R，焊缝(2)距离内孔(4)的孔壁的距离为d，检测时采用的水距为H＝H₁+R，H₁为探头与反射镜的距离，水中的声速为c₁，双合金整体叶盘(1)中的声速为c₂；

双焦点水浸聚焦探头(3)在x-z平面内具有的焦距F₁的计算公式为：

双焦点水浸聚焦探头(3)在y-z平面具有的焦距F₂的计算公式为：

设双焦点水浸聚焦探头(3)的频率为5MHz～10MHz，晶片直径为6mm～13mm；

步骤二、安装双焦点水浸聚焦探头(3)和声反射镜(6)

将双焦点水浸聚焦探头(3)置于水槽(5)中双合金整体叶盘(1)的上方，调整双焦点水浸聚焦探头(3)的角度使声束轴线垂直于双合金整体叶盘(1)的端面；

将声反射镜(6)安装于双焦点水浸聚焦探头(3)前端，使声反射镜(6)的对称面与双焦点水浸聚焦探头(3)的y-z平面重合；

步骤三、验证检测灵敏度

将焊接后的双合金整体叶盘(1)上的叶片加工掉，只留下连接好的盘芯和叶片环，从叶片环外侧圆周面加工φ0.8mm、φ1.2mm、φ2.4mm和φ3.2mm的平底孔型人工缺陷，使平底孔型人工缺陷的孔底位于双合金整体叶盘(1)的焊缝(2)处；

将安装有声反射镜(6)的双焦点水浸聚焦探头(3)伸入双合金整体叶盘的内孔(4)中，调整声反射镜(6)的上下位置，使水中声程为H，微调双焦点水浸聚焦探头(3)的位置，使声束轴线穿过双合金整体叶盘(1)的中心轴，旋转双合金整体叶盘(1)并上下移动安装有声反射镜(6)的双焦点水浸聚焦探头(3)，观察不同直径的平底孔型人工缺陷的反射信号，验证检测灵敏度后，再对双合金整体叶盘(1)产品进行检测。