航空航天领域中超声波C扫描检测系统的发展与应用

对超声波C扫描检测系统的发展历史和发展方向作了简要的叙述和归纳,对国内外的超声波C扫描检测系统产品进行了简单介绍,对超声波C扫描检测中常见的平面扫查系统、回转体扫查系统、大型空间曲面构件扫查系统、管材与棒材旋转行进的扫查系统和便携式扫查系统等五类系统的特点和应用范围进行了总结,为业界选择合适的检测系统提供帮助。     

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为了满足列车提速和车轮快速准确探伤的需要,研制了列车车轮超声波自动探伤机.探伤机通过旋转扫查的方式,由8通道分设2个探头组,同时扫查轮毂的内侧面和踏面;通过工控机与DMC运动控制卡控制液压系统和驱动电机实现自动探伤的各种运动;通过应用小波变换对超声波回波信号进行降噪处理;基于Labwindows/CVI编写操控软件,实现人机交互.实际应用表明该自动探伤机结构合理、运行稳定可靠,降低了探伤的劳动强度,提高了列车车轮探伤的效率和准确性.     

一种新型接触式管径自适应管道焊缝探伤系统研制

针对不同管径的管道对接焊缝在线探伤的需要,考虑工件外形存在的圆柱度不一致的形面误差对超声波探头接触间隙稳定的影响,提出一种新型接触式管径自适应探伤系统,使超声波始终沿工件法线方向入射。在此基础上,开发了管道对接焊缝探伤软件系统,实现了焊接现场的管道焊缝超声探伤的自动化。实际应用结果表明,该系统有效提高了对接焊缝的超声波检测质量和工作效率。     

大型圆筒件超声检测系统的设计

大型圆筒件是某设备的核心部件,使用工况恶劣,易产生损伤。目前使用的损伤检测方法无法保证设备的正常使用,为此设计了一套超声无损检测自动探伤系统。详细阐述了该探伤系统的超声波发射/接收系统、信号处理系统和自动扫查机构的工作原理,简要说明了系统的硬件和软件设计方案。试验验证,该方案实现了对大型圆筒件的自动清洗和检测,取得了较好效果。     

管端自动超声波探伤系统设计与实现

为了避免钢管在线自动超声波探伤过程中管端检测盲区切除的资源浪费以及补充管端人工探伤引起的成本增加,设计研制了一套管端自动超声波探伤系统。此探伤系统采用托辊装置带动钢管原地旋转、探头组沿钢管轴向移动的扫查方法,通过PLC控制带动钢管原地旋转的变频器和带动探头组前后移动的伺服电机实现对钢管管端的无盲区探伤检测,在确保钢管质量的同时提高了生产效率。     

钢管直缝埋弧焊缝横向裂纹一字型扫查方式浅析

介绍了直缝埋弧焊缝在线超声波自动探伤对于横向裂纹缺陷采用一字型扫查探伤方法的工作原理和功能及其探头布置与声程选择、对比样管与人工缺陷的选择方法。通过探伤实例分析,在线超声波自动探伤设备选用射流(水柱式)耦合一字型扫查焊缝及热影响区处横向裂纹缺陷,探头入射角选用18.9°,水柱高度约10mm为宜,声程采用3、4次波法。可有效检测出直缝双面埋弧焊中的横向裂纹缺陷,保证钢管焊缝内在质量。     

常规超声波检测技术初步(续)

(上接 2 0 0 2年第 1期 )3　检测运筹环节 3—检测的空间覆盖性3.1　超声波的通透性3.1 .1　超声波在被检物表面的通透性保证超声波从探头中进入工件 ,这是实施超声波检测的首要条件。为此我们使用了耦合剂 ,并对探头所接触的工件表面进行处理。各检测标准均规定了探头移动区 (或称检测面 )清理的最低要求 ,即是 :1探头移动区应清除焊接飞溅、铁屑及其它外部杂质。2探伤表面应平整光滑 ,便于探头的自由扫查。3其表面粗糙度不应超过 6.3μm,必要时应进行打磨。在实施超声波检测前 ,检测人员都要进行现场察看 ,对被检物表面清理程度是否适于检…     

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 介绍了厚壁承压无缝钢管超声波探伤方法,自动化探伤中探头的扫查设计,以及采用该方法开发的钢管自动探伤设备的实用效果。     

超声检测用多晶片水浸聚集探头

介绍了用于火车轮箍在线超声波检测的多晶片水浸聚焦探头结构,性能参数 声束在工作检测宽度方向的连续覆盖,并以１００ｍｍ／ｓ线速度扫查时,可一次完成对工件全扫查,提高工作效率且满足检测工艺要求     

BLC-8Z型铁路机车车辆车轴超声波自动探伤系统

根据TB／T1618—2001《机车车辆车轴超声波检验》,研制开发了新一代BLC-8Z型铁路机车车辆车轴超声波自动探伤系统。该系统采用螺旋轨迹扫查方式,由8～10通道分设2个探头组,同时扫查车轴径面。采用PLC（探伤过程控制）、高速数据采集卡（超声信号采集）和工控机（缺陷诊断和人机交互）有机结合的方式实现了探伤过程自动化。系统具有轴型参数输入、探伤流程自动生成、回波实时记录和动态显示、缺陷波阈值判据和DAC判据诊断、报表打印输出等功能。     

小波神经网络的数据压缩技术在超声自动探伤系统中的应用

为了实现对大型回转体零件内部缺陷的检测与识别,研制了超声波自动检测系统.系统主要完成超声信号的采集和处理、数据的实时存储、缺陷的在线分析与识别等功能.要实现缺陷的在线检测与识别,必然需要大量的原始数据,为了减少数据的存储量,通过小波神经网络提取相应的权重因子,构成小波基的尺度参数和与之对应的平移参数,实现缺陷有用信息的压缩;在缺陷数据重构中,利用上述特性参数并结合信号的特征值,对信号进行拟合.解决了缺陷检测现场大量数据的保存问题,为缺陷的进一步识别提供了基础.     

表面残余应力影响因素和调控技术的研究进展

残余应力的存在在一定程度上影响了工件的疲劳寿命和抗腐蚀能力等,调控工件内部残余应力的分布在工程应用上具有很高的研究价值,合理调控应力能够有效抵抗工件表面的裂纹萌生,提高工件表面整体完整性。具体阐述了残余应力的概念和分类;分别从铣削、磨削和焊接角度归纳了传统加工过程中残余应力的产生机理及其对材料性能的影响;对相关残余应力检测技术的原理和优缺点进行论述;概述了残余应力有限元计算方法;综述了各种加工方法下,工艺参数对工件表面残余应力产生的影响;针对优化工艺参数调控残余应力无法满足工件的整体性能需求,归纳了时效法调控残余应力的机理;综述了能够进行应力调控的表面强化处理技术,包括机械作用下的孔挤压强化、超声振动磨削、喷丸工艺、超声滚压和激光冲击、能量外部输入下的高能声束调控技术、高能量密度脉冲电流和激光辐照应力调控技术。此外,针对单一表面强化处理技术调控残余应力的不足,概述了超声挤压-激光冲压、激光冲击-超声滚压以及激光冲击-喷丸等相关的复合表面强化工艺。最后,指出了表面强化处理技术处理复杂曲面,以及复合表面强化工艺是未来表面完整性加工的发展方向。     

A new through-feed centerless grinding technique using a surface grinder

This paper proposes an alternative centerless grinding technique, i.e., through-feed centerless grinding using a surface grinder. In the new method, a compact centerless grinding unit, composed of a guide plate, an ultrasonic shoe, a blade, and their respective holders, is installed onto the worktable of a surface grinder, and the through-feed centerless grinding operation is performed as the workpiece located on the guide plate is fed into the space between the grinding wheel and ultrasonic shoe. The ultrasonic shoe, produced by bonding a piezoelectric ceramic device onto a metal elastic body, is tilted at a small angle so as to provide sufficient force to control the workpiece rotational motion and to feed the workpiece along its axis by the ultrasonic elliptic-vibration. In this paper, the workpiece motion control tests were carried out firstly to make sure that the workpiece rotational speed and through-feed rate can be exactly controlled by the ultrasonic shoe which is essential for performing high-precision grinding operations. Then, the effects of major process parameters such as the workpiece eccentric angle, the stock removal, the ultrasonic shoe tilt angle and the applied voltage amplitude on the machining accuracy (i.e. workpiece cylindricity and workpiece roundness) were clarified experimentally. The obtained results indicate that: (1) the workpiece rotational speed can be adjusted by changing the applied voltage amplitude, whereas its through-feed rate can be adjusted by changing both the applied voltage amplitude and the ultrasonic shoe tilt angle; (2) the optimum eccentric angle is 6°, and a larger stock removal, a smaller tilt angle, or a higher applied voltage is better for higher machining accuracy; (3) the workpiece cylindricity and roundness were improved from the initial value of 16.63 μm and 14.86 μm to the final ones of 1.49 μm and 0.74 μm under the optimal grinding conditions.     

A new in-feed centerless grinding technique using a surface grinder

This paper deals with the development of an alternative centerless grinding technique, i.e., in-feed centerless grinding based on a surface grinder. In this new method, a compact centerless grinding unit, composed of an ultrasonic elliptic-vibration shoe, a blade and their respective holders, is installed onto the worktable of a surface grinder, and the in-feed centerless grinding operation is performed as a rotating grinding wheel is fed in downward to the cylindrical workpiece held on the shoe and the blade. During grinding, the rotational speed of the workpiece is controlled by the ultrasonic elliptic-vibration of the shoe that is produced by bonding a piezoelectric ceramic device (PZT) on a metal elastic body (stainless steel, SUS304). A simulation method is proposed for clarifying the workpiece rounding process and predicting the workpiece roundness in this new centerless grinding, and the effects of process parameters such as the eccentric angle, the wheel feed rate, the stock removal and the workpiece rotational speed on the workpiece roundness were investigated by simulation followed by experimental confirmation. The obtained results indicate that: (1) the optimum eccentric angle is around 6°; (2) higher machining accuracy can be obtained under a lower grinding wheel feed rate, larger stock removal and faster workpiece rotational speed; (3) the workpiece roundness was improved from an initial value of 19.90 μm to a final one of 0.90 μm after grinding under the optimal grinding conditions.     

应用机器视觉的工件表面质量检测

工件在传输工程中不可避免地发生旋转和平移,快速准确地将检测工件与标准工件图像中的目标对准是应用的关键。为此,本文研究了应用机械视觉进行工件表面质量检测的方法,提出了以工件目标的角点为识别特征,结合遗传算法快速确定变换参数的目标对准算法,在此基础上建立了一个应用机器视觉技术的工件表面质量实时检测系统。检测结果表明,该方法能有效地从各种旋转、平移后的待检测图像中实时检测出缺陷工件。     

大型孔系加工中二次定位精度保证

利用检测设备,研发新的检测技术,制定了准确、简便的检测方案,准确二次定位大型工件,保证加工精度要求,探索出了指导小机床干大活的方法和大型箱体内孔同轴度加工检测的一套行之有效的方法。     

基于激光三角法的自由曲面零件测量

针对超细长螺旋曲面工件廓形误差脱机测量所用测量设备不能满足工件长度和工件稳定旋转等方面要求的难题,提出了一种基于激光三角法的自由曲面零件测量系统,该系统通过利用机床对工件的定位、夹紧、支撑以及有关运动和控制机构,增配激光检测系统,增配运动部件实现的。构建完成了在机激光检测硬件技术平台;通过对采集所得的点云数据进行分析处理,绘制出被测工件的截面廓形。结果表明:该系统提高了检测的效率和准确性,提高了细长螺旋曲面零件的精度,从而实现了螺旋曲面廓形的精确测量。     

不锈钢增材制造件的激光超声表面波声速研究

利用激光超声技术对增材制造件进行无损检测具有重要的理论和应用价值.因此,针对不同激光功率下制备的316L不锈钢增材制造样品进行试验.利用激光超声在样品不同成型方向上测试,对表面波声速进行了表征.结果表明:不同激光功率下制备的316L不锈钢增材制造件的成型质量与表面波传播速度有着密切的关系,而且同一增材制造件在不同成型方...