基于超声相控阵技术的铝合金锻件无损检测研究

针对航空航天关键件所使用的2A14-T6铝合金锻件内部可能存在的不可预知的缺陷,开展基于超声相控阵技术的检测工艺及方法研究。通过合理布置相控阵探头的位置,选用合适的相控阵探头和扫查方式,试验发现超声相控阵检测技术可以对满足Φ2 mm当量的不同类型缺陷的检出。与常规超声检测方法相比,超声相控阵技术检测铝合金锻件有着更大的技术优势和应用前景。     

不同检测方法在对接焊接接头检测中的对比

介绍利用不同检测技术检测对接焊接接头的特点。分析研究了相控阵超声成像技术在检测对接焊接接头的优势。试验表明,相控阵超声检测方法能够记录检测全过程、检测重复性好、检测结果直观、可确定缺陷的空间走向及变化、可测量缺陷高度且检测效率高。     

超声相控阵技术的仿真试验

超声相控阵技术是一种先进的超声无损检测技术。超声相控阵技术通过对超声阵列换能器中各阵元进行精确延时控制,获得灵活可控的合成波束,并可随意控制聚焦点的位置。利用仿真相控阵合成聚焦技术的方法,搭建了一个16阵元、超声信号发射、接收和处理试验系统。利用该系统对缺陷试块进行了检测试验,试验结果与实际试块缺陷情况吻合。通过对试块缺陷的检测试验,对比聚焦与不聚焦的检测效果,证明了相控阵合成聚焦技术可以极大地提高检测的信噪比和灵敏度,验证了相控阵聚焦可以提高检测能力。     

薄板栅格翼焊缝的相控阵超声检测参数研究

栅格翼结构焊缝型面较为复杂,常规无损检测方法难以胜任,故开展薄板栅格翼结构的相控阵超声检测方法研究。利用相控阵超声检测技术声束灵活可控的特点,制定了基于波束控制的全覆盖检测方案。为获得较好的信噪比,提出了一套超声换能器与楔块设计方法,并采用有限元仿真方法进行验证;对采用多次反射方式入射的相控阵超声声束路径计算方法进行了研究;构建了采用机械臂作扫查器的高精度相控阵超声自动化检测系统,对具有人工预埋缺陷的栅格翼结构进行检测试验,验证了检测方法的正确性。研究结果表明,所提出的相控阵超声检测方法,能够对裂纹、未焊合等类型缺陷进行良好表征,可以满足薄板角接类结构的超声无损检测要求。     

水冷壁绑带的超声相控阵检测技术

针对难以对特殊焊缝结构处裂纹进行检测的问题,提出了采用超声相控阵"扇扫端角区域分析法"来对缺陷进行判定,以及采用计算机仿真技术指导超声相控阵检测工艺的制定。该方法可以有效指导超声相控阵检测工艺的设计,直观显示超声波束在管接头的覆盖状态,克服了相控阵超声检测参数设置的盲目性,可为特殊结构处裂纹的无损检测提供借鉴。     

窄翼板钛合金T型焊缝的相控阵超声检测

针对窄翼板钛合金T型焊接结构,制定了腹板与翼板多位置扫查的相控阵超声检测工艺,并对缺陷试件进行了检测。在机械加工减少翼板宽度的基础上,采用射线检测对比试验验证了相控阵超声的缺陷检测效果,为受几何尺寸限制的T型焊缝相控阵超声检测提供参考。     

相控阵探头扫查器检测管节点焊缝的位姿

海洋平台多为钢质材料焊接而成,其焊缝主要为管节点焊缝.这种焊缝与以往管道的环形、直线和螺旋线焊缝相比,具有形状复杂,不易实现焊缝自动检测的难点问题.根据管节点焊缝的特点,设计制造出了具有三自由度的超声相控阵探头扫查器,建立了该扫查器与管节点焊缝之间的位姿关系,给出了相控阵探头与管节点焊缝及扫查器基体之间的位姿矩阵计算方法,为扫查器的运动控制提供了理论基础.该扫查器可实现对管节点复杂焊缝的自动检测.用该扫查器对对比试块进行了检测试验,结果表明,能够准确检测出对比试块的缺陷,可满足对管节点焊缝质量进行自动检测的要求.     

304L不锈钢薄壁小径管焊缝的相控阵超声检测工艺

采用相控阵超声检测技术,通过声学特性分析、模拟仿真、试块设计和验证试验,对304L不锈钢薄壁小径管焊缝的相控阵超声检测进行了研究。试验结果表明,对于未熔合、未焊透、裂纹等面积型缺陷,相控阵超声和射线检测的检出率均为100%。对于体积型缺陷,相控阵超声检测能力和射线检测相当;对于直径0.5 mm以下的小缺陷,受缺陷形貌、性质的影响,其反射波幅存在一定偏差。另外,相控阵超声检测的可达性和自检测效率优于射线检测的,且具有可进行交叉施工,结果数据可复查,数据重复性好,无辐射风险。     

球墨铸铁件的超声相控阵技术检测

介绍了超声相控阵检测技术的原理及特点,对比了超声相控阵技术检测与传统超声波检测的区别,详细叙述了超声相控阵技术检测在叶片、轮毂球铁件中的应用,并叙述了在检测过程中的注意事项。最后指出:(1)检测外形复杂、壁厚较大的大型铸件时,需要将低频与高频探头、标准楔块与特制楔块、扇扫探头与线扫探头结合使用。(2)与传统超声探伤方法相比,相控阵方法可以清晰地分辨出相邻较近的小缺陷,能更准确地测量密集缺陷区的厚度方向尺寸,有利于缺陷级别的准确评定。     

焊接接头的相控阵超声检测

相控阵超声检测技术通过控制探头中各芯片的激励和调节声束参数来进行检测,具有无需锯齿扫查,声束角度广,缺陷显示直观等特点。通过对含焊接缺陷试板的焊接接头进行相控阵超声检测,并与其他检测方法进行对比,综合分析了典型缺陷信号特性,为相控阵超声检测技术在焊接接头缺陷实际检测中的应用提供借鉴。     

超声相控阵检测技术及其应用

简述超声相控阵检测技术的发展、原理、特点及相控阵换能器的分类。介绍国外超声相控阵检测成像技术在焊缝和火车轮轴检测方面的应用。超声相控阵检测技术较常规超声波检测具有高速、高效、适合复杂结构件以及能实时成像等优点，在压力容器、核电站和海洋平台结构等工业无损检测领域具有良好的应用前景。     

基于双面阵探头的厚壁奥氏体不锈钢对接焊缝的相控阵超声检测

焊缝奥氏体组织具有晶粒粗大和各向异性等特点,线阵相控阵、常规超声和射线检测技术均存在一定的局限性和不足.基于DMA(双面阵)相控阵探头,采用以色列ISONIC 2009型相控阵检测仪器,对NB/T 47013.3-2015附录I中的3号对比试块进行了B扫和C扫成像,并对40 mm厚的模拟试块进行了检测比对分析,结果表明...     

计算机辅助在TKY管节点焊缝超声相控阵检测中的应用

采用解析几何理论与方法,对TKY管节点焊缝进行了数学模型的构建.在获得管节点焊缝截面图形基础上,按照规定尺寸绘制焊缝接头,并依据实物尺寸绘制相控阵探头轮廓和超声波的声束线.运用计算机辅助技术实现了焊接接头声束覆盖范围可视化效果,较好地指导了相控阵检测工艺设计,能够对TKY管节点焊缝超声检测盲区进行评估,从而克服了相控阵超声检测参数设置的盲目性.对人工设计的Y形管节点焊缝试样检测表明,利用超声相控阵成像技术和计算机辅助技术相结合手段有助于管节点焊缝作快速检测和评价.     

承压设备插入式接管角焊缝超声相控阵检测工艺

插入式接管角焊缝的特殊结构和焊缝形式,增加了常规A型超声波对其检测的难度和工艺的复杂性。针对承压设备插入式接管角焊缝容易出现的几类典型缺陷,通过CIVA软件仿真制定检测工艺,同时采用以色列ISONIC 2009相控阵设备对模拟试块进行检测,并与CIVA仿真结果进行了比对。结果表明,插入式接管角焊缝的超声相控阵检测工艺具有良好的检测效果,验证了工艺的有效性,为相控阵检测技术在插入式接管角焊缝中的推广应用提供了相关经验。     

Inspection system for welded tubular joint based on ultrasonic phased array

A manual inspection of large-diameter tubular joints is difficult. As a result a scanner with three degrees of freedom (DOFs) was developed based on the scanning principle of ultrasonic phased array. The weld tracing is realized by a 2D0F motion of scanner. The pose of ultrasonic probe is controlled by the third one. The control strategy is put forward based on a programmable multi-axis controller. Four kinds of scanning modes can be implemented simultaneously employing this ultrasonic inspection system. Experiments on reference blocks of tubular joints reveal that the automatic ultrasonic phased array inspection system has the same inspection accuracy as a manual ultrasonic inspection. This system is superior to the manual ultrasonic system in terms of reliability and repeatability. The artificial defects of weld at tubular joint can be detected accurately with the presented inspection system.     

便携式相控阵探伤仪在焊缝超声检测技术中的应用

分析了相控阵探伤仪检测焊缝的技术特点,介绍了相控阵探伤仪在焊缝超声检测中的应用。从应用结果可以看出,相控阵探伤仪能极大地提高焊缝检测效率,节省检测成本。     

超声波相控阵黄金纯度检测技术

简要介绍了黄金纯度检测的基本方法,重点介绍了黄金纯度检测新技术——超声波相控阵检测技术的基本原理与方法。通过试验验证了超声波相控阵技术检测黄金纯度的可行性,可以检测出黄金纯度内部的气孔,块状夹杂及已熔化的夹杂,可以区分出24K与18K黄金。     

水电站蜗壳舌板对接焊缝的超声波相控阵检测

为了更好地控制水电站蜗壳舌板焊缝的检验质量,现场采用超声相控阵检测方法。针对该类工件的结构特点,采用区域划分法,将焊缝分成垂直方向上的若干个区,再由电子系统控制相控降探头对其进行分区扫查。在现场共捡出四处超标缺陷,与解剖结果基本一致。试验结果表明,相控阵方法检测速度快、灵活性好、准确性高,检测自动记录图所提供的缺陷三向视图使得检测结果更为直观,可在厚壁工件焊缝上推广应用。     

对接焊缝相控阵超声检测可靠性的CIVA仿真与试验

对比了相控阵超声和常规超声对接焊缝的检测仿真和试验,分析了对接焊缝相控阵超声检测的可靠性,为承压设备相控阵超声检测标准的制订提供相应参考。仿真与试验得出：相控阵超声检测的缺陷检出率总体上要高于常规超声检测。对于有着严重危害且对声束指向性要求较高的面状缺陷,相控阵超声的检出率要高于常规超声。对于夹渣、未焊透等体积性缺陷,相控阵与常规超声的检出率均非常高。但是对于气孔类回波较小的体积性缺陷,相控阵超声的检出率明显高于常规超声。对于工件厚度较大的焊缝,相控阵超声较常规超声技术可以扫描检测到更厚的焊缝区域。在缺陷测长方面,相控阵超声的测长结果相对于常规超声技术总体偏大,测长精度并无明显优势。