[发明专利]曲面双轴肩搅拌摩擦焊缝的超声波相控阵检测方法

说明书

本发明提供了一种曲面双轴肩搅拌摩擦焊缝的超声波相控阵检测方法，包括以下步骤：根据曲面型材结构型式确定扫查面的曲率参数；利用相控阵超声探伤仪进行声场模拟，确定声束经过相控阵超声探伤仪的探头楔块的区域范围，并将声束覆盖探头楔块的耦合面的区域标记为耦合区域；根据曲率参数对耦合面进行修磨，修磨区域覆盖耦合区域；根据耦合面的修磨尺寸修正相控阵超声探伤仪的晶片高度参数；将修磨后的耦合区域对准扫查面上的焊缝进行沿线扫查。本发明提供的曲面双轴肩搅拌摩擦焊缝的超声波相控阵检测方法，通过提高探头楔块与扫查面之间的耦合效果，从而能够提高焊缝内部缺陷的定位精度。

技术领域

本发明属于无损检测技术领域，具体涉及一种曲面双轴肩搅拌摩擦焊缝的超声波相控阵检测方法。

背景技术

在轨道交通装备制作过程中，双轴肩搅拌摩擦焊的焊缝双壁型材的壁厚较薄，采用射线或常规超声检测方法的效果欠佳，而利用超声波相控阵技术的声束偏转和聚焦功能能够实现对薄壁焊缝缺陷的可靠检测，检测时通过探头及探头耦合探头楔块一并在轨道上的滑动，使探头平行于焊缝中心线进行沿线扫查并自动生成DAC曲线(距离波幅曲线)或TCG曲线(深度补偿曲线)，从而准确发现焊缝内部存在的缺陷，目前，超声波相控阵技术大多针对平面型式的焊缝扫查面，但是由于轨道交通装备中大量采用了曲面型材，在对曲面型材上的焊缝进行检测时由于探头楔块无法与焊缝及其两侧的扫查区域保持一致的间隙，因此探头楔块与扫查面之间的耦合效果较差，这会很大程度的影响对于焊缝内部缺陷的检测准确性，尤其是对于缺陷位置的判定容易出现较大的偏差，从而影响后序对于焊缝缺陷的针对性修复工作。

发明内容

本发明实施例提供一种曲面双轴肩搅拌摩擦焊缝的超声波相控阵检测方法，旨在提高曲面双轴肩搅拌摩擦焊缝的缺陷定位精度。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种曲面双轴肩搅拌摩擦焊缝的超声波相控阵检测方法，包括以下步骤：

根据曲面型材结构型式确定扫查面的曲率参数；

利用相控阵超声探伤仪进行声场模拟，确定声束经过相控阵超声探伤仪的探头楔块的区域范围，并将声束覆盖探头楔块的耦合面的区域标记为耦合区域；

根据曲率参数对耦合面进行修磨，修磨区域覆盖耦合区域；

根据耦合面的修磨尺寸修正相控阵超声探伤仪的晶片高度参数；

将修磨后的耦合区域对准扫查面上的焊缝进行沿线扫查，其中，耦合区域与扫查面之间的间隙小于或等于0.5mm。

在一种可能的实现方式中，根据曲率参数对耦合面进行修磨，修磨范围覆盖耦合区域包括：

若扫查面为凸面，则对耦合面进行局部修磨，局部修磨区域完全覆盖耦合区域；

若扫查面为凹面，则对耦合面进行整体修磨。

一些实施例中，根据耦合面的修磨尺寸修正相控阵超声探伤仪的晶片高度参数包括：

制备试块，根据曲率参数在试块的两相对面上分别修磨仿真凹面和仿真凸面，仿真凹面和仿真凸面之间的距离大于或等于焊缝的两倍厚度值；

在试块内部加工与仿真凹面或仿真凸面平行的仿缺陷孔，并记录仿缺陷孔与仿真凹面或仿真凸面之间的实际距离值；

将耦合面靠近仿真凹面或仿真凸面，并使耦合区域对准仿缺陷孔进行扫查，获得仿缺陷孔与仿真凹面或仿真凸面之间的扫查距离值；

根据扫查距离值和实际距离值之间的偏差值修正相控阵超声探伤仪的晶片高度参数。

具体的，根据扫查距离值和实际距离值之间的偏差值修正相控阵超声探伤仪的晶片高度参数包括：

若扫查距离值小于实际距离值，则晶片高度参数加上偏差值；