304不锈钢扩散焊界面的超声非线性成像

运用信号处理技术对扩散焊界面的超声非线性行为进行了研究.首先通过控制焊前表面处理和焊接工艺制备了具有典型缺陷的扩散焊接头,并对其进行超声检测,获得了反映界面状态的超声信号数据.在固相连接接头超声非线性的理论分析、界面超声非线性图像、界面显微特征和接头抗剪强度的基础上,研究了不锈钢扩散焊接头不同界面状态的超声非线性效应.结果表明,非线性超声检测对弱结合缺陷比较敏感,可在一定程度上将超声C扫描成像和超声非线性成像结合起来实现扩散焊接头的无损检测.     

扩散焊接头缺陷超声C扫描检测能力分析

扩散焊界面缺陷的检测是目前无损检测领域的难点之一. 为研究超声C扫描对钛合金扩散焊接头小缺陷的检测能力,以钛合金为研究对象,制作了含有不同尺寸和类型缺陷的扩散焊试件,研究了步进长度和检测频率对检测能力的影响,最后通过破坏性测试结果对其进行验证. 结果表明,使用较小的步进长度和较高的检测频率,可提高检测的准确度,但扩散焊界面存在大量接触型和微小型缺陷,因此采用超声法难以对其进行精确定量.     

玻璃纤维增强树脂基复合材料内部缺陷的超声成像检测

针对玻璃纤维增强树脂基复合材料内部缺陷检测,采用平探头和聚焦探头超声脉冲反射法对人工模拟缺陷试样进行了水浸超声C扫描成像检测。试验结果表明,聚焦探头超声脉冲反射法对各层不同尺寸大小的缺陷均能检出,且分辨力优于平探头超声脉冲反射法。因此聚焦探头超声脉冲反射法是评价玻璃纤维增强复合材料内部质量的有效的无损检测方法。     

航空发动机整体叶环中纤维断丝超声检测方法

基于超声头波(head-waves)理论,当探头以一定角度激励出的折射纵波传播到界面时产生能量较高的爬波,据此建立了连续SiC纤维增强钛合金基复合材料(Ti-MMC)整体叶环中SiC纤维环断丝缺陷超声爬波检测的有限元仿真模型,分析了多层介质界面超声波传播特性及爬波遇到断丝缺陷时的衍射现象。仿真结果表明,在缺陷上方的水层中会产生明显的缺陷信号波。根据仿真结果,设计制作了超声爬波(5 MHz,20°)-水浸聚焦(5 MHz,直径6 mm)组合探头和带有纤维断丝的人工缺陷试样,采用超声C扫描设备进行了检测实验。结果表明,超声爬波法能够成功地检测纤维环试样中不同深层的3层断丝缺陷(裂纹自身高度约0.42 mm)。该方法简单、经济、快速,有望解决Ti-MMC整体叶环中深埋型纤维环断丝缺陷的无损检测难题。     

异种金属扩散焊接接头的超声检测

异种金属扩散焊接接头存在多种类型的缺陷,这些缺陷严重影响焊接结构的完整性和零部件本身的使用性能。利用超声波扫描成像技术获得试样的扫描图样,然后从扩散焊接界面的显微结构和界面超声回波信号等角度,阐述了扩散焊接接头的原材料裂纹、接头裂纹、未焊合缺陷和焊接良好区域的特征。通过有效的无损检测手段,可以准确地评价缺陷的类型、大小和位置。     

导向环钎焊接头超声检测图像处理及质量评价

采用水浸聚焦超声C扫描成像方法对导向环钎焊接头进行了无损检测,针对超声检测图像特征,采用基于面积重构的形态学图像处理方法进行了缺陷分割.根据图像处理结果,计算了钎焊接头的焊合率以及最大缺陷的位置,实现了导向环钎焊质量的无损评价.利用Matlab语言的图形用户界面工具开发了导向环钎焊接头超声检测图像处理与质量评价软件,该软件界面简洁、易操作,并且能够脱离MATLAB语言环境独立运行,便于推广应用.     

铝基复合材料粘结质量超声C扫描检测技术

采用超声C扫描水浸聚焦技术检测Al2O3纤维增强铝基复合材料活塞镶环粘结质量。设计制作Al2O3纤维增强铝基复合材料活塞模拟对比试样,利用模拟对比试样研究镶环粘结质量超声C扫描检测工艺。结果表明,超声C扫描水浸聚焦技术可实现对Al2O3纤维增强铝基复合材料活塞镶环粘结质量缺陷的定性、定位、定量检测。     

SUS304奥氏体不锈钢板点焊接头的超声成像分析

利用超声波水浸聚焦入射法对1 mm厚的SUS304奥氏体不锈钢板点焊接头进行超声C扫描成像检测.分析了不同焊接工艺参数下的C扫描图像特征,甄别了飞溅、焊穿等典型焊接缺陷,并提取其对应的A扫描信号.基于C扫描图像对焊核直径进行了测量,并与焊核切口端面尺寸进行了比较.结果表明,基于超声波水浸聚焦入射法得到的C扫描图像,能有效观测焊核内部形貌特征.焊接电流超过8 kA,电极力小于2 700 N时,超声波C扫描图像中清晰反映出飞溅、焊穿等缺陷,其对应区域的A扫描信号与正常熔核区波形特征有明显差异;借助超声C扫描图像测得的焊核直径为4.39~5.25 mm.     

基于水浸超声的ITER超导线缆铠甲套管无损检测方法

ITER托卡马克装置极向场线圈需要大量CICC超导线缆,不锈钢铠甲套管是其重要组成部分,具有承力和液氦冷却剂容器的功能。为确保极向场线圈的安全,需要采用无损检测方法对套管产品质量进行检测、控制。由于PF线圈不锈钢套管外方内圆的截面形状,目前国内尚未确立对应的无损检测方法,需要开发新的检测系统。针对上述问题,提出了基于常规水浸超声与相控阵水浸超声的无损检测方法,通过制作包含人工缺陷的模拟试件,对水浸超声检测方法的有效性进行了试验验证,结果表明,该方法可满足铠甲套管的无损检测要求。     

金属板扩散焊接超声C扫描检测关键技术

超声C扫描是检测金属材料扩散焊接质量的主要技术手段。针对扩散焊接界面的缺陷特征,本文在理论上分析了超声C扫描检测的关键技术要点,主要包括超声频率的选择、检测灵敏度设置等。实验结果表明,高频聚焦超声C扫描方法能够满足扩散焊接质量评价的要求。     

TaW薄板分层缺陷检测及成因分析

针对1.6～3mm厚度的TaW板线切割加工过程中产生的分层缺陷,研究了薄板分层缺陷的无损检测方法。结果表明,对薄板分层缺陷单独采用兰姆波检测容易造成漏检,而高频水浸超声检测方法能够灵敏地检测出薄板中的分层缺陷。结合加工工艺及金相分析手段,对TaW板加工过程中产生分层缺陷的原因进行了分析,结果表明,材质不佳以及线切割加工时产生的热应力是分层缺陷形成的原因。     

钢板超声波测厚仪测量误差及分析

使用超声波测厚仪检测钢板厚度时有时会存在较大的测量误差。分析了造成钢板测厚误差的原因。发现由于常用的超声波测厚仪的检测灵敏度非常高,会导致钢板内部存在的较小缺欠、分层、偏析、材质不均匀等材质缺陷影响了测厚精度和准确性。因此建议在使用超声波测厚仪出现异常读数时,需要使用超声波探伤仪对疑似异常位置进行探伤确认,排除材质缺陷,以免造成钢板测厚的误读和错误测量。     

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在统计并分析超声波探伤不合格钢板时,发现钢板中主要存在3种类型缺陷。使用自动超声波探伤设备、手动超声波检测仪、扫描电镜3种工具分别对缺陷试样进行检测,归纳总结了3种缺陷的特点及形式,从而为前道工序从源头上控制缺陷产生提供了深有意义的参考,同时有助于提高无损检测人员的能力。     

铝蜂窝夹芯结构的数字成像检测研究

蜂窝夹芯结构常见缺陷有蒙皮与蜂窝芯脱粘、蜂窝芯变形、蜂窝芯节点开裂和蜂窝积水等,目前单一的无损检测方法还不能有效地解决蜂窝夹芯结构中的各种缺陷检测问题。针对铝蜂窝夹芯结构,首先制作了6种典型人工缺陷,利用射线DR(Digital Radiography)和计算机射线照相(Computed Radiography,CR)技术对夹杂、蜂窝芯变形、蜂窝芯格断裂、富胶等缺陷进行了数字射线成像检测,得到了高质量的缺陷数字检测图像,并进行了对比分析。针对蜂窝积水检测问题,采用射线DR技术进行了数字成像检测研究,表明积水量大小会影响图像灰度。对含有人工脱粘缺陷的铝蜂窝夹芯结构件,采用脉冲反射法对其粘接质量进行了超声C扫描成像检测研究,通过底波幅值成像得到了脱粘缺陷的超声C扫描数字图像。结果表明:数字射线成像和超声C扫描成像结合为蜂窝夹芯结构提供了一种数字化的无损检测方法。     

弹簧扁钢内部缺陷的分层超声C扫描成像技术研究

对弹簧扁钢的全厚度范围进行C扫描成像检测时,需以一定间隔调整焦点位置以确保检测精度。本研究测量了聚焦声束焦柱高度并分析其对C扫描图像的影响,提出了应用于弹簧扁钢全厚度C扫描成像检测的焦距调整法则。此外,通过分析C扫描图像的特征区域确定缺陷边界,并通过金相试验对其进行了验证。研究结果显示:根据焦柱高度确定焦距调整间隔可在提高检测效率的同时保证较高的检测精度,所提出的缺陷图像特征边界可用于精确测量缺陷尺寸;水浸聚焦超声C扫描成像方法可用于评价弹簧扁钢内部缺陷的尺寸及其分布。     

复合材料层压板的超声相控阵检测

为满足复合材料层压板在厚度方向不存在加工余量及其缺陷特征的需求,设计了具有不同大小和埋深的人工缺陷的复合材料层压板试块,利用超声相控阵检测法对该试块进行100%扫查。C扫图像显示所有人工缺陷均能被检测出来,且位于第一与第二层碳布之间3mm的最小缺陷清晰可辨。经实际应用表明,超声相控阵检测法可用于复合材料层压板的无损检测。     

基于小波包的奥氏体焊缝缺陷超声信号识别

在使用超声反射波法对奥氏体不锈钢焊缝进行缺陷检测时,由于粗大晶粒组织的声散射作用,致使缺陷信号不易于识别. 针对这一问题,提出一种基于小波包技术的改进噪声抑制方法. 阐明了改进方法的技术原理,采集了奥氏体不锈钢焊缝中含人工缺陷信号的超声回波数据. 利用所提方法对超声回波进行了噪声抑制处理,并对人工缺陷进行了定量化测量. 结果表明,和传统小波包法相比较,所提方法能更为有效地滤除超声反射回波中的噪声成分,可识别直径1.5 mm的平底孔.     

中等厚度铅合金铸件的超声波检测

对铅合金铸件声学特征参数测试发现,铅合金的纵波声速较低,衰减系数较大,为超声的强衰减材料。对不同孔径的平底孔试样检测结果表明,目前采用超声水浸和直接接触法,均可较好地检出10mm厚板材内的1mm人工缺陷。因此采用超声方法检测中等厚度的铅合金铸件是可行的,重点是选取恰当的检测方法,以实现最佳的检测灵敏度。     

Materials evaluation of diffusion bonded steel bar and its impact characteristics

When we apply non-destructive test for evaluating the soundness of weld joints it is necessary to know the mechanical properties of the joints by destructive test. In this paper we tried to obtain the correlation between the data by ultrasonic C-scope method and the absorbed energy by Charpy impact test for diffusion bonded steel bars. The surface roughness of specimens (materials: S25C, mild steel) used for the diffusion bonding was changed into several steps by machining and the diffusion bonding was performed on five kinds of combinations of the surface roughness. Through this process we obtained the diffusion bonds whose ratio of non-bonded area was different. In the ultrasonic test we used the frequency of 10 MHz and a transducer of 12.7 mm in diameter. The ratio of non-bonded area is obtained by using C-scope method by immersion testing, and this depended on the threshold echo level when we binarized the images of C-scope presentation and the surface roughness of the specimen. The lower the threshold echo level, the larger the ratio of non-bonded area. The absorbed energy depended on the ratio of non-bonded area. It is made clear that the proper threshold echo level should be selected for evaluating the soundness of diffusion bonds by ultrasonic test. Moreover, when the transition liquid phase diffusion bonding was performed on SD345 (deformed reinforcing steel bar) using Ni amorphous foil as an insert metal the absorbed energy also decreased with the increase in the ratio of flaw area obtained by ultrasonic test, though no change in the tensile strength was observed.