[发明专利]一种含型腔扩散焊零件加强筋内部缺陷的超声相控阵检测方法

说明书

本发明属于超声无损检测领域，公开了一种含型腔扩散焊零件加强筋内部缺陷的超声相控阵检测方法，以扇形扫描视图中超声波到达型腔上空腔的时间或回波深度为基准，确定出加强筋处的扫查路径；沿扫查路径方向移动探头位置，使探头的移动方向与加强筋处焊缝方向平行，扇扫视图中出现疑似缺陷后，沿扫查路径方向前后移动探头，找出检测缺陷的最佳位置范围，确定型腔内部加强筋附近微小缺陷的位置信息；使用相控阵超声扇形扫描方法对含型腔扩散焊零件内部加强筋结构处回波信号进行采集，通过对采集到的射频信号的加权处理，来进一步实现对非缺陷回波信号的抑制和缺陷回波信号的增强，从而提高封闭型窄腹板扩散焊精密构件内部微小缺陷的分辨率和信噪比。

技术领域

本发明属于超声无损检测领域，主要涉及一种含型腔扩散焊零件加强筋内部缺陷的超声相控阵检测方法。

背景技术

由于含型腔扩散焊零件内部带有复杂型腔，型腔与型腔之间为加强筋结构，且其加强筋处焊缝宽度范围在3～4mm之间。常规射线检测，工业CT检测，对封闭型构件内部焊缝的检测存在小尺寸缺陷定量不准确、成本过高等问题。而磁粉检测和渗透检测只能检测表面缺陷。目前针对封闭型构件的检测方法主要是超声检测，但常规超声相控阵探头的直径较大，在对毫米级的加强筋进行检测时，受限于加强筋宽度，常规超声检测难以有效射入加强筋内部，或加强筋内部声传播复杂导致缺陷难以识别。

而相控阵超声扇形扫描检测通过控制声束的偏转可实现声束的定向扫查，通过控制声束的聚焦可以实现任意位置的动态深度聚焦和多角度、多方位的扫查。相控阵超声扇形扫描检测时，含型腔扩散焊零件内部加强筋结构处会出现高强度的结构波，由于扇形扫描使用的换能器阵元数较少，成像质量受到孔径限制，当结构波与微小缺陷重合或邻近时，扇扫图像的成像分辨率精度不佳，使检测人员对缺陷回波的辨别与分析存在一定的干扰，容易造成缺陷的漏检，导致其在服役过程中存在安全隐患。

发明内容

本发明的目的在于提供一种含型腔扩散焊零件加强筋内部缺陷的超声相控阵检测方法，解决了目前相控阵超声检测方法容易造成缺陷的漏检，导致其在服役过程中存在安全隐患的问题。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种含型腔扩散焊零件加强筋内部缺陷的超声相控阵检测方法，包括以下步骤：

步骤一、将超声相控阵探头放置在含型腔扩散焊零件上，利用相控阵扇扫描成像方法，以扇形扫描视图中超声波到达型腔上空腔的时间为基准，或以扇形扫描视图中超声波到达型腔上空腔的回波深度为基准，确定型腔内部加强筋的位置和方向，之后使超声相控阵探头发射声束主声轴方向与加强筋的焊接方向平行，确定出加强筋处的扫查路径；

步骤二、沿扫查路径方向移动超声相控阵探头位置，使超声相控阵探头的移动方向与加强筋处焊缝方向平行；

扇扫视图中出现疑似缺陷后，沿扫查路径方向前后移动超声相控阵探头，找出检测缺陷的最佳位置范围，确定型腔内部加强筋附近微小缺陷的位置信息。

进一步，步骤一具体为：

将超声相控阵探头放置在含型腔扩散焊零件上，观察成像图并移动超声相控阵探头位置，当扇形扫描图像显示的是底面回波时，判断此时超声相控阵探头在含型腔扩散焊零件的实心结构上方；

继续移动超声相控阵探头位置，当扇形扫描图像显示的是型腔上空腔反射回波时，判断此时超声相控阵探头在型腔上方；

继续移动超声相控阵探头位置，当扇形扫描图像中出现多次回波时，判断此时超声相控阵探头在加强筋正上方，转动超声相控阵探头使超声相控阵探头的发射声束主声轴与加强筋处焊缝平行；

确定型腔内部加强筋的位置后，移动超声相控阵探头，当扇形扫描图像中回波位置不变时，此移动方向则为加强筋处的扫查路径。

进一步，步骤二中，沿扫查路径方向前后移动探头时，探头放置在扇扫视图中偏离缺陷正上方方位角10°～20°位置。