T型激光焊接接头近表面微小缺陷的自动超声波检测

给出了超声波自动检测过程中影响C扫描图像成像质量的各种参数,如探头的种类、水程、扫查灵敏度和闸门,并对设计和加工的模拟试件进行了超声水浸检测,获得焊缝中的模拟缺陷图像。与X射线照相图片对比结果表明,应用此方案检测T型钛合金激光焊缝时,可以发现在焊缝表面粗糙度较小的试件表面以下1.0~2.5 mm深处、直径>0.3 mm的缺陷。     

316L对接焊缝相控阵超声检测工艺模拟与试验验证

为解决中国聚变工程实验堆316L不锈钢焊缝超声波检测时,探头扫查空间受限、检测信噪比低的难题,提出了基于双晶面阵探头的相控阵超声检测方案.通过CIVA仿真,分析了不同聚焦参数下DMA探头的声场特征,确定对接接头的检测工艺.参考NB/T47013.3-2015《承压设备无损检测第3部分:超声检测》附录I,设计并制作了对比试块,验证了检测工艺下的声束覆盖和φ2 mm侧横孔信噪比.结果表明,DMA探头可以在有限的扫查空间内实现焊缝声束全覆盖,对比试块中不同位置的φ2 mm侧横孔信噪比大于15 dB.试验结果可为316L类不锈钢对接焊缝相控阵超声检测工艺制定提供参考.     

埋弧焊钢管焊缝相控阵超声自动检测方法探讨

为了解决埋弧焊管焊缝缺陷检测问题，针对埋弧焊管焊缝产生缺陷的特点进行探讨，分析缺陷成因及各类无损检测方法特点，采用相控阵超声自动检测方法，通过计算机仿真软件建立埋弧焊管焊缝截面模型并模拟声束全覆盖检测，设计模拟试块应用虚拟探头排列方式对各种缺陷(纵向、横向及热影响区)进行检测。结果表明：相控阵超声自动检测技术对埋弧焊管焊缝缺陷检测结果稳定可靠，能够有效指导埋弧焊管焊缝相控阵超声自动检测工艺设计，直观显示超声波束在焊缝中的覆盖状态，克服相控阵超声检测参数设置的盲目性，为埋弧管焊缝缺陷相控阵自动检测提供借鉴。     

曲面工件超声外圆轴向检测探头与对比试块曲率半径选择问题的探讨

超声检测标准规定,检测面曲率半径小于250mm对接接头超声检测,如检测面曲率半径R≤W2/4时,应采用与检测面曲率相同的对比试块。实际检测中,由于大量曲率半径小于250mm的对接接头不适合上述计算方法,并同时缺少对探头表面曲率的要求,致使曲面工件检测时,其工件曲率与所用探头及对比试块的曲率达不到合理的耦合要求,使检测灵敏度与信噪比无法得到有效控制。本文通过不同厚度"薄层界面对声强透射率"的影响,对直径600mm以下曲面工件检测所用探头与对比试块曲率的确定进行了论述。     

基于超声C扫描的复杂结构焊缝缺陷检测

受工件结构影响,复杂结构电子束焊缝往往不具备射线检测条件,采用超声C扫描检测方法可有效地对其进行检测,对未焊透缺陷定位,并检测焊缝熔深,是焊缝内部质量检测的有效手段.通过超声波声场仿真模拟,优化探头参数,获得较强的焊缝区声场强度,并利用焊接试件验证超声C扫描检测工艺可靠性,检测灵敏度可达φ3 mm-9 dB缺陷当量.结...     

铝合金熔焊缝表面缺陷阵列涡流检测的仿真和试验

分析了铝合金熔焊缝的特点,通过仿真和试验分析了铝合金熔焊缝不同区域对电导率的影响,以及焊缝表面形状对涡流检测信号的影响。结果表明,采用阵列涡流检测方法可以检测出铝合金熔焊缝表面尺寸为3.0mm×0.2mm×0.3mm的人工槽缺陷。     

非平面工件对接焊缝TOFD检测工艺

特种设备行业中常见的不等厚工件在组焊时,会对厚的一侧进行削边处理,而削边处理时对TOFD检测时探头的放置及声束角度都会产生影响。介绍了不同形状的非平面工件的对接焊缝TOFD检测工艺的设置;通过仿真软件模拟探头声场对被检工件的覆盖及计算,总结了2个简单实用的计算公式,以帮助现场检测人员快速方便地对这类工件的对接焊缝进行TOFD检测。     

耐腐蚀合金复合材料海底管道环焊缝各区域全自动超声波检测

CRA(耐腐蚀合金)复合材料海底管道内表面通常堆焊约3mm厚的625不锈钢,该海底管道环焊缝通常采用射线(RT)检测技术评估焊缝的焊接质量。由于RT检测效率较低,安全风险较高,极大地影响了CRA复合材料海底管道铺设效率。针对以上问题,对全自动超声波(AUT)检测工艺进行研究,主要通过综合运用低频纵波相控阵(PA)探头,爬波探头、双晶纵波相控阵(TRL)探头以及超声衍射时差(TOFD)探头,对制作的22个人工缺陷焊缝(共242个不同区域的人工缺陷)进行评价试验,并与RT检测评价结论进行对比分析,以评估该AUT检测工艺对CRA复合材料海底管道环焊缝各个区域缺陷的检出率。     

表面粗糙度对压电超声测厚的影响

从理论上分析了工件表面粗糙度影响超声波反射和折射的机理;使用COMSOL有限元仿真分析,证明了表面粗糙度是产生超声幅值衰减和背景噪声增强的原因;最后,通过不同粗糙度试样及不同直径超声探头的试验,进一步验证了工件表面粗糙度对压电超声测厚的影响。     

核级高密度聚乙烯管道热熔接头的相控阵超声检测

针对HDPE(高密度聚乙烯)管道热熔接头超声检测声衰减大,检测信噪比低等问题,通过CIVA仿真软件中的超声模块对厚壁HDPE管道进行声场仿真,研究了探头频率、晶片尺寸和阵元排列对管道热熔接头中声场分布的影响,优化了检测用相控阵超声探头参数。采用优化的探头和检测工艺在含标准反射体和典型缺陷的试件上进行声场仿真和检测试验,结果表明,提出的检测工艺可全部检出■914.4 mm管道中预设的不同深度和类型的典型缺陷,整体检测效果较好。     

铝合金厚板激光扫描填丝焊接气孔抑制

为减少大厚板5A06铝合金激光焊接缺陷,提高焊接过程稳定性,采用激光光束以一定方式运动的扫描焊接的新焊接方法,研究了激光束不同的运动轨迹、幅度、频率对铝合金激光深熔焊接焊缝气孔率的影响,并在焊接坡口设计优化基础上应用窄间隙扫描激光填丝焊接技术进行130 mm厚5A06铝合金焊接试验. 结果表明,采用圆形扫描方式,当激光光束的扫描幅度大于1 mm,扫描频率选择最高频率附近时,能够大幅降低焊缝气孔率;采用窄间隙激光扫描填丝的焊接方法,获得了焊缝平均气孔率1%,无侧壁未熔合、层间未熔合、裂纹等焊接缺陷的130 mm厚5A06铝合金优质焊接接头.     

基于响应曲面法的铝合金激光封边焊接

采用响应曲面法对2A12铝合金激光封边焊接进行了研究,结果表明,2A12铝合金激光封边焊接焊缝几何特征的主要影响因素依次为离焦量、焊接速度和激光功率. 2A12铝合金激光封边焊缝的显微组织自熔合线向上依次呈现较粗大的胞状树枝晶、细小的胞状树枝晶和等轴晶. 在熔合线附近和过渡区域,强化相沿晶界分布;而在焊缝中心区域,还有少量强化相分布于晶粒内部. 与正离焦量相比,负离焦量时,焊缝的晶粒尺寸较大并且镁元素烧损也更加严重,使得强化相CuMgAl₂含量降低,导致强化效果减弱和焊缝硬度降低. 离焦量为 + 2 mm和?2 mm时,激光封边焊接的气密性均良好.     

基于空气耦合超声的激光焊缝质量评估

随着激光焊接技术在汽车及轨道交通上的广泛应用,对激光焊缝的无损检测技术要求越来越高. 针对3 mm以下的两层金属薄板激光焊缝为对象,探讨了空气耦合超声检测技术对激光焊缝检测的可能性. 利用数值解析和试验分析两种方法,在空气中对铝板激励兰姆(Lamb)波,通过Lamb波在激光焊缝试件中的传播模拟,分析了激光焊缝的宽度以及焊缝的良否对反射率及透射率的影响,解明了Lamb波在激光焊缝试件中的传播规律. 结果表明,可以利用Lamb波A0模式对激光焊缝的质量进行评估.     

超超临界机组锅炉异种钢小径管镍基焊接接头超声波检测

针对超声检测火力发电厂锅炉小径管奥氏体钢与低合金钢对接异种钢焊缝的技术难题,文章通过理论分析、试验研究及现场检测验证,研究了常规小径管探头异种钢焊缝超声波检测方法。结果表明,对于如熔合线裂纹类缺陷选用小角度探头(K1～1.5)效果较佳;对于焊缝内缺陷宜选用大角度探头(K2～2.5)。利用该方法能有效检测出焊缝内各种缺陷,保证了机组安全运行也取得了较好的经济效益,对异种钢焊缝小径管超声波检测具有较强的借鉴意义。     

UPA based 3D visualization of discontinuities in great thickness EBW seam 1

Electron beam welding (EBW) is a fusion welding process in which a beam of high-velocity electrons is applied to two materials to be joined.It is a complex high-temperature metallurgical process,and the quality of welding may deteriorate because of defects caused by improper welding parameters,especially in the EBW of thickened aluminum alloy plate.Ultrasonic phased array(UPA) technology has been applied more widely in the field of nondestructive testing because of its ability of effectively controlling the shape and direction of the emitted ultrasonic beam.In present research,a specimen with EBW seam on thickened aluminum plate was tested with a linear array ultrasonic phased array probe,and a large number of B-scan images of the weld were acquired by electronic scanning in probe combined with the mechanical scanning of the probe along the weld direction.This large number of B-scan images were stacked to construct the volume data,with which the 3D image of the weld discontinuities were reconstructed,and the 3D visualization was realized.More details about weld discontinuities' spatial distribution and orientation were revealed,and this approach also made the results of non-destructive ultrasonic testing more easily to understand.     

UPA based 3D visualization of discontinuities in great thickness EBW seam

Electron beam welding(EBW) is a fusion welding process in which a beam of high-velocity electrons is applied to two materials to be joined.It is a complex high-temperature metallurgical process,and the quality of welding may deteriorate because of defects caused by improper welding parameters,especially in the EBW of thickened aluminum alloy plate.Ultrasonic phased array(UPA) technology has been applied more widely in the field of nondestructive testing because of its ability of effectively controlling the shape and direction of the emitted ultrasonic beam.In present research,a specimen with EBW seam on thickened aluminum plate was tested with a linear array ultrasonic phased array probe,and a large number of B-scan images of the weld were acquired by electronic scanning in probe combined with the mechanical scanning of the probe along the weld direction.This large number of B-scan images were stacked to construct the volume data,with which the 3D image of the weld discontinuities were reconstructed,and the 3D visualization was realized.More details about weld discontinuities' spatial distribution and orientation were revealed,and this approach also made the results of non-destructive ultrasonic testing more easily to understand.     

激光扫描焊接工艺对铝合金焊接气孔率的影响

以6061铝合金为研究对象,研究了激光扫描焊接过程中光束的扫描轨迹、扫描幅度与扫描频率对6061铝合金气孔产生的影响规律.结果表明,与激光非扫描焊接相比,采用光束垂直于焊缝、平行于焊缝和圆形运动3种不同轨迹的扫描方式均有利于抑制铝合金激光焊接气孔的产生,且以光束为圆形轨迹的扫描方式为最佳.光束的扫描幅度及扫描频率对气孔的产生也有重要的影响.采用光束为圆形轨迹的扫描方式,当扫描幅度大于0.65 mm、扫描频率在100~220 Hz范围内时,气孔率可控制在0.5%以内.气孔的产生与焊缝形状有关,减少焊缝深宽比有利于气孔的抑制.     

汽轮发电机合金轴瓦的超声波检测

在研制了结合良好与结合不良并存的合金轴瓦参考试块和系列延迟与聚焦探头的基础上,调整合金与衬背结合面的检测灵敏度,完成了合金轴瓦与衬背结合质量的超声波检测工艺。应用结果表明,采用该项技术可以检测最小厚度为1mm的合金结合面,并能迅速对结合不良部位进行识别和定位。     

背反射增效激光X形焊缝焊接残余应力的数值分析

以1.5 mm厚的TC4钛合金薄板为对象,建立了背反射增效激光焊接成形过程的三维瞬态有限元模型,基于熔池温度场通过间接耦合方式获得了X形焊接成形的应力场.结果表明,在常规激光焊接仅能获得V形焊缝的激光工艺参数下,背反射增效激光焊接可获得对称性好的X形焊缝;同时,其焊缝上表面纵向残余应力与常规激光焊接基本一致,但其焊缝下表面纵向残余应力较常规激光焊接要大,且达到了上表面纵向残余应力相同的水平;此外,不同线能量下背反射增效激光焊纵向残余应力的变化很小,表明背反射增效激光焊接的线能量对其焊接残余应力影响的敏感度较低.