[发明专利]一种测量搭接焊中焊缝下层进入熔深的方法及系统

权利要求书

1.一种测量搭接焊中焊缝下层进入熔深的方法，其特征在于，包括：

对待检测试件表面进行预处理，得到预处理试件；

根据所述预处理试件的参数建立仿真模型；

对所述仿真模型进行仿真，确定超声相控阵检测设备参数和聚焦法则；

对设置好设备参数和聚焦法则的超声相控阵检测设备进行校准，得到校准好的超声相控阵检测设备；

利用校准好的超声相控阵检测设备检测所述预处理试件的搭接界面处焊缝熔宽的超声测量值；将声束聚焦在异种金属搭接面焊缝处，测得搭接面焊缝熔宽；

根据所述搭接界面处焊缝熔宽的超声测量值计算得到焊缝下层进入熔深；

所述利用校准好的超声相控阵检测设备检测所述预处理试件的搭接界面焊缝熔宽，包括利用校准好的超声相控阵检测设备检测所述预处理试件的检测界面处熔宽；利用检测界面处熔宽与实际的预处理试件的焊缝熔宽的线性关系计算得到预处理试件的焊缝熔宽；所述检测界面处熔宽与实际的预处理试件的焊缝熔宽的线性关系如下所示：

l＝0.316L+0.122

其中，l表示搭接界面焊缝熔宽金相测量值，L表示搭接界面焊缝熔宽超声测量值；

所述根据所述搭接界面焊缝熔宽计算得到焊缝下层进入熔深，包括利用搭接界面焊缝熔宽与焊缝下层进入熔深之间的线性关系计算得到焊缝下层进入熔深，所述搭接界面焊缝熔宽与焊缝下层进入熔深之间的线性关系如下：

s＝2.927l+0.867

其中，s表示焊缝下层进入熔深金相测量值，l表示搭接界面焊缝熔宽金相测量值。

2.根据权利要求1所述的测量搭接焊中焊缝下层进入熔深的方法，其特征在于，所述对待检测试件表面进行预处理，得到预处理试件，包括：

对所述待检测试件表面的焊缝余高进行打磨，使焊缝与邻近母材平齐，并确保焊缝表面粗糙度不大于阈值a；

对打磨后的试件表面设置耦合剂，得到预处理试件。

3.根据权利要求1所述的测量搭接焊中焊缝下层进入熔深的方法，其特征在于，所述预处理试件的参数包括上下两块焊板的材料、厚度以及焊缝的上表面宽度。

4.根据权利要求1所述的测量搭接焊中焊缝下层进入熔深的方法，其特征在于，所述对所述仿真模型进行仿真，确定超声相控阵检测设备参数和聚焦法则，包括：采用单因素轮换法确定仿真声场最佳的聚焦深度和孔径大小；根据所述最佳的聚焦深度和孔径大小确定设备参数和聚焦法则。

5.根据权利要求1所述的测量搭接焊中焊缝下层进入熔深的方法，其特征在于，所述对设置好设备参数和聚焦法则的超声相控阵检测设备进行校准，包括分别对超声相控阵检测设备进行声速校准、延迟校准和灵敏度校准；

所述声速校准包括在设备的回波类型中选择厚度，其中厚度一设置为预处理试件的厚度，厚度二设置为两倍的预处理试件的厚度；分别确定预处理试件底面的一次回波和二次回波，利用设备的闸门框住所述一次回波和二次回波，确定一次回波与二次回波之间的声程和传播时间；根据所述声程和传播时间确定校准后的声速；利用校准后的声速对超声相控阵检测设备进行声速校准。

6.根据权利要求5所述的测量搭接焊中焊缝下层进入熔深的方法，其特征在于，所述延迟校准包括在设备的回波类型中选择厚度，其中厚度设置为预处理试件的厚度，公差设置为预处理试件的厚度的十分之一；利用设备的闸门框住预处理试件的底面回波，并前后移动设备的探头位置，确定预处理试件的声程；根据所述预处理试件的声程和已知的楔块声速确定楔块延迟；利用所述楔块延迟对所述超声相控阵检测设备进行延迟校准。

7.根据权利要求5所述的测量搭接焊中焊缝下层进入熔深的方法，其特征在于，所述灵敏度校准包括在PA校准中选择灵敏度校准，回波类型中选择孔波，前后移动设备探头在标准试块上的位置，使包络线平滑，得到探头在标准试块上各角度的回波峰值高低差，给每个角度的声束线补偿不同的增益值，使其回波峰值高度相同，完成灵敏度校准。

8.一种测量搭接焊中焊缝下层进入熔深的系统，其特征在于，包括：

预处理模块，用于对待检测试件表面进行预处理，得到预处理试件；

模型建立模块，用于根据所述预处理试件的参数建立仿真模型；

仿真模块，用于对所述仿真模型进行仿真，确定超声相控阵检测设备参数和聚焦法则；

设备校准模块，用于对设置好设备参数和聚焦法则的超声相控阵检测设备进行校准，得到校准好的超声相控阵检测设备；

熔宽确定模块，用于利用校准好的超声相控阵检测设备检测所述预处理试件的搭接界面处焊缝熔宽的超声测量值；将声束聚焦在异种金属搭接面焊缝处，测得搭接面焊缝熔宽；

所述利用校准好的超声相控阵检测设备检测所述预处理试件的搭接界面焊缝熔宽，包括利用校准好的超声相控阵检测设备检测所述预处理试件的检测界面处熔宽；利用检测界面处熔宽与实际的预处理试件的焊缝熔宽的线性关系计算得到预处理试件的焊缝熔宽；所述检测界面处熔宽与实际的预处理试件的焊缝熔宽的线性关系如下所示：

l＝0.316L+0.122

其中，l表示搭接界面焊缝熔宽金相测量值，L表示搭接界面焊缝熔宽超声测量值；

熔深确定模块，用于根据所述搭接界面处焊缝熔宽的超声测量值计算得到焊缝下层进入熔深；

所述根据所述搭接界面焊缝熔宽计算得到焊缝下层进入熔深，包括利用搭接界面焊缝熔宽与焊缝下层进入熔深之间的线性关系计算得到焊缝下层进入熔深，所述搭接界面焊缝熔宽与焊缝下层进入熔深之间的线性关系如下：

s＝2.927l+0.867

其中，s表示焊缝下层进入熔深金相测量值，l表示搭接界面焊缝熔宽金相测量值。