[发明专利]一种粘接结构紧贴型脱粘缺陷无损检测方法

说明书

本发明涉及一种粘接结构紧贴型脱粘缺陷无损检测方法，包括容器、粘接结构及超声换能器；粘接结构及超声换能器置于该容器中；将发射端超声换能器及接收端超声换能器置于粘接结构同一侧；发射端超声换能器以第一临界角为入射角，发射入射超声纵波进入粘接结构内部，在上层介质中激励出横波；上层介质中的横波到达粘结界面产生反射，接收端超声换能器以与入射角度相同的反射角接收来自粘结界面的界面反射波信号；将发射端超声换能器及接收端超声换能器固定在超声C扫描平台上，进行超声波斜入射C扫描检测；若该检测图像中存在紧贴型脱粘缺陷，则该缺陷区界面反射波信号特征值大于基准值。本方法很容易检测区分出粘接良好界面和紧贴型脱粘界面。

技术领域

本发明涉及属于无损检测领域，具体地涉及一种用于粘接结构紧贴型脱粘缺陷的无损检测方法。

背景技术

粘接结构是一种常见的结构形式，具有质量轻、强度高、成本低等优点，广泛应用于人们的生产生活。粘接质量的好坏直接影响着粘接结构的使用性能与可靠性，而脱粘是粘接结构中危害最大的一类缺陷，它会显著降低结构强度、引起结构失效，甚至导致灾难性后果。因此在粘接结构的生产和使用过程中脱粘缺陷检测倍受人们关注。

界面脱粘缺陷一般可分为两种形式，一种形式是两个被粘接物体之间失去粘性，并且粘接界面完全脱开，即粘接面存在一定的空隙，处于张开状态，通常所说的“脱粘”就是指这一类型缺陷；另一种形式是两个被粘接物界面虽然失去了粘性，但两者之间的粘接面仍然紧密贴合，没有间隙，这种粘接界面紧贴在一起的脱粘，称为紧贴型脱粘。

粘接结构最常用的检测方法是传统超声检测，包括超声穿透法和脉冲回波法。穿透法是用两个超声波换能器(探头)，分别置于被检测构件的两侧，其中一个探头发射超声波，穿透构件后被另一个探头接收，根据接收到的超声波幅值变化判断是否存在脱粘缺陷。脉冲回波法只使用一个换能器，兼作发射和接收，换能器发射超声波从被检测构件一侧进入构件内部，超声波在内部传播遇到脱粘缺陷会产生界面反射，根据接收到的反射波幅值判断是否存在脱粘。

无论是超声穿透法还是脉冲回波法，在检测过程中都是针对界面处于张开状态的脱粘，而对于“紧贴型脱粘”检测效果不好。即：现有的超声穿透法和脉冲回波法能够检测出普通的脱粘缺陷，但不能有效检测出紧贴型脱粘缺陷。

申请号为2015102026706的专利文献公开了一种《多层粘接结构界面形态检测方法》，其基于波传播的控制方程，将粘接界面的力学特性用法向和切向刚度系数进行表征，推导了超声纵波入射时，多层粘接结构中纵波和上层介质中的横波的反射和透射系数表达式，根据反射与透射系数选取合适的方式或最佳的入射角度和频率检测粘接界面的不同界面形态。利用该方法检测，需要事先知道粘接界面胶层的厚度、密度、弹性常数等物理参数，而在实践中，胶层的厚度往往很薄，很难测量，而且不同的粘接剂配方不同导致其力学性能也有很大差异，要想准确得到胶层介质的力学参数是十分困难的。此外，上述方法需要经过复杂的数学计算，这对于普通工程技术人员为说也是比较困难的。

发明内容

本发明旨在针对上述问题，提出一种在时间操作中比较简单、仅需知道耦合介质的纵波和上层介质中的横波声速，即可实现的粘接结构紧贴型脱粘缺陷无损检测方法。

本发明的技术方案在于：

一种粘接结构紧贴型脱粘缺陷无损检测方法，包括充满了液体耦合介质的容器、粘接结构及超声换能器，液体耦合介质为水；粘接结构及超声换能器置于该容器中；粘接结构包括粘结界面及位于粘结界面两侧的上层介质及下层介质；超声换能器包括发射端超声换能器及接收端超声换能器；

将发射端超声换能器及接收端超声换能器置于粘接结构同一侧；

发射端超声换能器以第一临界角为入射角，发射入射超声纵波进入粘接结构内部，在上层介质中激励出横波；

上层介质中的横波到达粘结界面产生反射，接收端超声换能器以与入射角度相同的反射角接收来自粘结界面的界面反射波信号；