超声成像法检测复合材料层合板铺层方向

提出一种确定复合材料层合板铺设形式的新的无损检测方法。采用垂直入射的超声纵波进行铺层界面的C扫描或层板全波形B扫描，然后从结构缺陷的反射波中提取纤维方向信息。发现铺层界面的C扫描图大都包含两相邻铺层的纤维方向信息，而上铺层的信息显示更明显。因此，用二维傅里叶变换将界面C扫描图变换为定量的角度分布图，通过显示的方向信息确定上铺层的纤维方向。用类似方法对全波形B扫描图进行处理，将其转换为角度—时间图，图中信号幅度显示层合板中各铺层的方向。由于没有涉及众多界面时间门的设置问题，B扫描方法更为简单。分别用界面C扫描和全波形B扫描方法检测了几种复合材料层合板，确定了它们的铺制结构，并通过建模分析研究这些方法的机理。     

爆炸焊接复合板的超声C扫描成像

为了提高爆炸焊接复合板的焊接质量,需要了解工件焊层处两种金属的结合情况。分析了目前对复合板结合状态检验方法的局限性,研究了无损检测超声C扫描成像检测技术,确定了具体的工艺参数,实现了多种规格的爆炸焊接钛/钢复合板结合界面的清晰成像,以及对结合质量的清晰识别与准确评判。     

金属钢板/陶瓷材料胶结缺陷超声波C扫描成像技术

采用超声C扫描成像技术对金属钢板/陶瓷材料胶接缺陷进行了检测,对金属钢板/陶瓷材料胶接的主要缺陷特征进行了描述。将超声C扫描成像技术与制造工艺相结合,可及时发现缺陷并改进生产工艺,对提高产品质量有较大的实际意义。     

相控阵技术在爆炸焊接钛/钢复合板检测中的应用

国内某化工项目使用爆炸焊接钛/钢复合板,除了对结合性能有高于标准要求的指标外,对界面结合的均匀性也提出要求。目前,对界面结合均匀性的判定采用常规的超声脉冲回波法难以实现,采用常规超声C扫检测速度较慢,无法满足大批量的生产进度要求。国内首次将相控阵技术应用到爆炸焊接层状金属复合板产品检测和验收中。相控阵检测通过电子扫查技术,大大提升了检测效率,同时结合C扫描像,使得爆炸焊接钛/钢复合板界面波纹的辨别与判定分析变得清晰直观,并与结合性能有一定的对应关系。     

层压板和蜂窝结构粘接缺陷的超声C扫描检测

介绍了用某超声C扫描检测设备检测碳纤维环氧层压板、碳环氧板纸蜂窝粘接结构、铝板铝蜂窝粘接结构三种材料粘接缺陷的试验结果。试验用的试块带有4,10,16mm三种尺寸的人工缺陷,用于模拟各种脱粘缺陷。采用喷水探头透射法,用5MHz超声检测层压板,用1MHz超声检测蜂窝结构,都得到了人工缺陷的清晰准确的C扫描图。对于厚度为135mm的纸蜂窝结构,因超声衰减太大,尚不能检测。     

Ultrasonic echo signal fetures of dissimilar material bonding joints

An ultrasonic evaluation method of echo feature of diffusion bond joint between two dissimilar materials is presented. The echo signal was acquired by an automatic ultrasonic C-scan test system. It is found that the intensity of echo and its phase can he used to evaluate the joint quality, and interface products of dissimilar materials bonding can be evaluated by ultrasonic method.     

玻璃钢蒙皮纸蜂窝材料的无损检测

玻璃钢纸蜂窝材料的蒙皮分层缺陷以及蒙皮与蜂窝之间的脱粘缺陷将直接影响蜂窝结构的机械性能和工作性能,必须对其进行无损检测。利用红外热成像系统及超声C扫描系统分别对玻璃钢纸蜂窝材料的蒙皮质量及胶结质量进行检测,两种方法各有忧劣：红外热成像系统检测过程时间短,效率高,分层缺陷及脱粘缺陷均能检测到,而超声C扫描系统可检测出所有脱粘缺陷,且纸蜂窝结构清晰,但只检测出了部分蒙皮分层缺陷。     

钛合金胶接点焊与电阻点焊接头性能对比分析

分别对1.5 mm厚的钛合金板进行胶接点焊和电阻点焊连接,获得了不同焊接电流下的胶接点焊和电阻点焊接头,从熔核的C扫描图像、接头的失效载荷和断口形貌等方面,对比分析了胶接点焊和电阻点焊的接头强度及失效样貌. 结果表明,通过观察A扫描信号的变化与C扫描图像的特征,能够很好的划分接头的热影响区、熔合区、熔核区以及检测出接头的熔核直径和焊接缺陷. 随着焊接电流(7.0～10.0 kA)的逐渐增大,接头熔核直径及失效载荷呈递增趋势;当焊接条件相同时,胶接点焊接头的熔核直径普遍大于电阻点焊接头,但接头的强度相当. 当电流在7.0～8.5 kA时,接头强度不足,熔核区的断口处出现大小不等的韧窝,呈现出韧性断裂特征;当电流为10.0 kA时,接头强度较高,主要呈现出韧性断裂与准解理断裂特征.     

搅拌摩擦焊接头超声无损检测研究

采用超声C扫描成像方法得到1060铝合金的搅拌摩擦焊接界面扫描图像，通过研究不同工艺参数条件下接头的内部形貌特征，得出深度方向接头的变化趋势。研究结果表明，在一定范围内旋转速度的提高改善了接头的接合质量，当旋转速度提高到1500r／min时基本上不存在隧道型孔洞，最后利用力学性能试样对分析结果进行了验证。     

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.     

Ultrasonic evaluation of TiAl and 40Cr diffusion bonding quality based on time-scale characteristics extraction

To solve the problem of ultrasonic pulse-echo method in the evaluation of kissing bond and unbond in TiAl and ⁴⁰Cr diffusion bonding, a characteristics extraction algorithm was proposed. The algorithm was based on continuous wavelet transform to convert ultrasonic TiAl and ⁴⁰Cr diffusion bonding interface signals into time-scale domain. The ultrasonic tests were performed by an ultrasonic C-scan imaging system using a 10 MHz focused transducer. The time-scale amplitude and phase of the interface signals were calculated and analyzed to distinguish the kissing bond and the unbond from the perfectly bonded interface. The kissing bond can be detected by the scale-dependent amplitude combined with phase variation and the unbond can be measured by the opposite phase. The amplitude and phase characteristics were extracted to reconstruct the amplitude and phase characteristics images for TiAl and ⁴⁰Cr diffusion bonding specimens evaluation. The amplitude and phase characteristics images are effective in the evaluation of bonding quality.     

薄钢板点焊接头超声信号分析

采用水浸超声聚焦直入射法对镀锌薄钢板点焊接头进行了质量评价。详细分析了点焊接头的A扫描信号、B扫描及C扫描图像特征,探讨了沿焊核直径B扫描评价焊点质量方法的可行性。研究结果表明,采用这种方法不但可以定性评价虚焊接头与完好接头,还可以定量计算出上下表面压痕深度及熔核直径。对比沿焊核直径B扫描图像与横截面的金相图像,两者吻合较好,证实了检测结果的准确性。     

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.     

导轨副垂直/倾斜/俯仰静刚度高效高精同步测量装置及方法

针对目前滚动直线导轨副垂直、倾斜、俯仰静刚度测量效率和精度难以兼顾的现状,提出一种效率高且准确性高,一次操作就可测量出导轨副垂直、倾斜、俯仰3种静刚度的测量方法并设计了测量装置。该测量方法首先进行干扰项隔离,将垂直、倾斜静刚度的测量与俯仰静刚度隔离开,进而运用参数分离技术将加载力及导轨副变形量等效分解到垂直、倾斜、俯仰方向,实现3种静刚度的高效高精测量。结果表明:该装置及方法能够有效提高导轨副静刚度测量效率及精度,与现有成熟技术相比,效率提升81%,所测垂直、倾斜、俯仰静刚度精度分别提升5.1%、5.4%、6.6%,可为滚动直线导轨副静刚度测评效率的提升及其高刚性设计提供参考。     

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.     

铜/钢异种材料摩擦焊接头强度的超声波检测

为了对异种材料摩擦焊接头质量的评价方法进行研究,采用超声波C扫描对不同加工工艺的铜/钢摩擦焊接头进行检测,然后对接头的微剪切强度进行测定。通过研究C扫描结果与接头微剪切强度的关系,发现C扫描结果可以反映接头力学性能的优劣,进而对整个接头质量进行评价。     

基于数控机床的超声自动检测系统

研究了基于数控机床的超声C扫描成像技术。设计试验分析数控机床的运动特性,建立其运动控制的数学模型以实现超声信号采集与C扫描成像的同步。利用RS-232实现数控机床与工控机的串口通信,建立超声自动检测试验平台。通过大量超声C扫描试验表明,该系统具有通用性强、操作方便、开发成本低、检测精度高等优点。     

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。     

Microstructure and texture gradient in copper deformed by equal channel angular pressing

The aim of this paper was to examine the gradient in the microstructure and texture that develops during equal channel angular pressing (ECAP). Copper of 4N purity was subjected to ECAP deformation at room temperature by using three passes of Route A. The local microstructure and texture were investigated by orientation imaging microscopy and high-energy synchrotron radiation, respectively. The refined microstructure consists of elongated grains inclined in the direction of extrusion. The texture is characterized by typical shear components of face-centred cubic metals which deviate from their ideal positions. Inclination of the grain long axis and the texture components with respect to the extrusion direction depend on the distance from the top of the extruded bar and change from pass to pass. The texture gradient is modelled with the flow line model using the viscoplastic self-consistent polycrystal approach. Microstructure formation and reasons for the texture gradient are discussed.     

复杂结构电子束焊缝超声无损评价

采用超声C扫描成像方法检测了复杂结构电子束焊缝.根据这类焊接结构的特点,采用模拟试件,代替真实试件,简化了试验条件.着重分析了大深宽比工件内超声的传播特性,在此基础上,经反复试验研制了聚焦效果较好的声透镜,将声透镜应用于平探头上进行检测试验,为了验证检测结果的可靠性,对试件上典型位置进行了破坏性试验分析.结果表明:自制探头的检测灵敏度较高,超声检测结果与界面缺陷分布情况具有较好的一致性,说明超声C扫描成像检测方法是电子束焊缝质量评价的有效手段.