[发明专利]一种基于TFM的搅拌摩擦焊缺陷相控阵检测方法

说明书

本发明公开了一种基于TFM的搅拌摩擦焊缺陷相控阵检测方法，属于超声检测技术领域，该检测方法具体步骤如下：(1)检测样品设计；(2)平底孔检测；(3)半横通孔检测；(4)线槽检测；(5)弧槽检测；本发明3d‑TFM检测能获取三个维度的数据，对于孔类缺陷能够较好显示面阵探头下方样板的多个缺陷立体成像，还原度较高，可以掌握缺陷的三维形态走向；对于槽类缺陷，TFM检测还原度高于扇形扫查，此外本发明相对于传统相控阵扫查，能检出更多缺陷，可减少漏检，其测量精度和检测效率更高，对缺陷的还原度更高，可增大检出率，因而值得进一步推广。

技术领域

本发明涉及超声检测技术领域，尤其涉及一种基于TFM的搅拌摩擦焊缺陷相控阵检测方法。

背景技术

经检索，中国专利号CN104655564B公开了一种双轴肩搅拌摩擦焊缝孔洞缺陷检测方法，该发明虽然方法简易，但检测效率较低；搅拌摩擦焊缝中常见的缺陷有隧道型孔洞和根部未焊合，危害构件的安全运行；随着超声检测技术的不断发展，相控阵(PA，PhasedArray)在搅拌摩擦焊缝缺陷检测中得到越来越多的应用；目前工业实际中大多采用的相控阵扇形扫查得到缺陷图像，存在缺陷图像畸变，难以准确定性等问题；而TFM的相控阵检测方法具有更高的检出率、还原度更高、成像更清晰等优点；利用PA技术对FSW焊缝缺陷进行检测研究，试验表明，PA能够有效检测出面积型缺陷及体积型缺陷。AndréLamarre等对PA的不同扫查模式进行了研究，结果表明：线形扫查模式可对焊缝快速全面扫查，扇形扫查模式可利用单探头实现不同角度检测，扫描范围扩展到整个焊缝，有利于检测复杂结构的焊缝。Vugrin等采用高频率单晶探头对FSW中孔洞及根部未焊透进行了对比验证，试验表明，单晶探头直射法对于孔洞缺陷有较好的检测效果，但对于根部未焊透效果较差，而斜入射的方式可有效解决无法检测根部未焊透的问题；

现有的搅拌摩擦焊缺陷检测方法，大多采用PA检测法，其PA检测法的检出率和还原度较低，为此，我们提出一种基于TFM的搅拌摩擦焊缺陷相控阵检测方法。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺陷，而提出的一种基于TFM的搅拌摩擦焊缺陷相控阵检测方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种基于TFM的搅拌摩擦焊缺陷相控阵检测方法，该检测方法具体步骤如下：

(1)检测样品设计：设计一块铝合金样品，并在其中加工不同尺寸的孔、线槽和弧槽，分别模拟搅拌摩擦焊缝内孔洞和不同形态未焊透；

(2)平底孔检测：将探头设备放置在铝合金样品下底面进行扫查，并利用刻度读取设备测量铝合金样品中内圆弧上平底孔的孔径和埋深，得到平底孔检测数据；

(3)半横通孔检测：将所述探头设备放置在铝合金样品前侧面进行扫查，并利用所述刻度读取设备测量铝合金样品中半横通孔的埋深，得到半横通孔检测数据；

(4)线槽检测：将所述探头设备放置在铝合金样品下底面进行扫查，并利用所述刻度读取设备测量铝合金样品中不同线槽的宽度和深度，得到线槽检测数据；同时将斜探头设备放置在铝合金样品前侧面进行扫查，得到线槽成像图；

(5)弧槽检测：将所述探头设备放置在铝合金样品下底面进行扫查，并利用所述刻度读取设备测量铝合金样品中不同弧槽的宽度和深度，得到弧槽检测数据；同时将所述斜探头设备放置在铝合金样品前侧面切口处进行扫查，得到弧槽成像图。

进一步地，所述铝合金样品尺寸具体为150mm×95mm×17.5mm。

进一步地，所述探头设备具体为SM8×8-1.5×1.5的阵元面阵直探头或5L64-0.6×10的阵元线阵直探头中的一种；所述刻度读取设备具体为CTS-PA22T相控阵全聚焦设备。

进一步地，所述斜探头设备具体为SM8×8-1.5×1.5粘连36°斜楔块或为5L64-0.6×10粘连36°斜楔块中的一种。