一種超聲導(dǎo)波陣列檢測(cè)焊縫完整性的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及焊縫完整性檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種超聲導(dǎo)波陣列檢測(cè)焊縫完整 性的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著客戶的期望不斷上升，焊縫的質(zhì)量正變得越來越重要。人們都期望產(chǎn)品和組 件具有高品質(zhì)，而不會(huì)意外出現(xiàn)故障。此類會(huì)造成重大財(cái)務(wù)和社會(huì)后果的故障往往可以通 過適當(dāng)?shù)臋z測(cè)技術(shù)加以避免。檢測(cè)焊縫還可以通過在制造的早期階段檢測(cè)缺陷以降低成 本，通過檢測(cè)和糾正所有缺陷減少客戶退貨的成本并延長(zhǎng)組件的壽命。
[0003] 現(xiàn)有的焊縫檢測(cè)技術(shù)仍然存有許多缺陷，最明顯的就是檢測(cè)不徹底，不能識(shí)別和 合理評(píng)估焊縫的完整性，為此我們提出一種超聲導(dǎo)波陣列檢測(cè)焊縫完整性的方法，用來解 決上述問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 基于【背景技術(shù)】存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種超聲導(dǎo)波陣列檢測(cè)焊縫完整性 的方法。
[0005] 本發(fā)明提出的一種超聲導(dǎo)波陣列檢測(cè)焊縫完整性的方法，包括如下步驟；
[0006] a、在管道中激發(fā)L(0, 2)對(duì)稱導(dǎo)波，在焊縫兩側(cè)布置傳感器陣列；
[0007] b、計(jì)算導(dǎo)波通過焊縫時(shí)的透射系數(shù)，并將其倒數(shù)作為損傷指標(biāo)；
[0008] c、繪制損傷指標(biāo)的環(huán)向分布曲線，利用該曲線上的峰值進(jìn)行焊縫缺陷參數(shù)識(shí)別。
[0009] 優(yōu)選地，a中的傳感器陣列方式為在焊縫兩側(cè)均布排列16個(gè)傳感器，共32個(gè)傳感 器，分別標(biāo)記為S lq, S2q,…· S16q，表不焊縫前端傳感器；Slh, S2h,…· S16h，表不焊縫后端傳感 器。
[0010] 優(yōu)選地，b中的透射系數(shù)為焊縫后傳感器記錄導(dǎo)波信號(hào)峰值除以焊縫前該傳感器 記錄導(dǎo)波信號(hào)峰值所獲得的值。
[0011] 優(yōu)選地，c中的焊縫缺陷參數(shù)識(shí)別方法為選取焊縫前后第一個(gè)波包分析，定義焊縫 后第一個(gè)波包峰值A(chǔ) q與焊縫前第一個(gè)波包峰值A(chǔ) h之比為透射率R τ，且Rt= A h/Aq，故Dindrai =l/RT〇
[0012] 本發(fā)明提出的一種超聲導(dǎo)波陣列檢測(cè)焊縫完整性的方法，對(duì)應(yīng)標(biāo)號(hào)傳感器位于同 一環(huán)向位置，焊縫缺陷用環(huán)向參數(shù)和徑向參數(shù)表示，在管道一側(cè)激發(fā)對(duì)稱的超聲導(dǎo)波，利用 焊縫前后均布傳感器記錄導(dǎo)波信號(hào)，并計(jì)算對(duì)應(yīng)傳感器記錄信號(hào)的透射系數(shù)，本發(fā)明采用 超聲導(dǎo)波陣列，實(shí)現(xiàn)了焊縫完整性的徹底檢測(cè)，精度高。
【附圖說明】
[0013] 圖1為Rt與焊縫缺陷徑向參數(shù)之間的關(guān)系示意圖。
[0014] 圖2為焊縫缺陷環(huán)向識(shí)別結(jié)果示意圖。
[0015] 圖3為管道缺陷模型以及測(cè)點(diǎn)分布圖。
[0016] 圖4為激勵(lì)信號(hào)圖。
[0017] 圖5為焊縫缺陷前后測(cè)點(diǎn)的位移時(shí)程曲線對(duì)比圖。
[0018] 圖6為焊縫缺陷的損傷指標(biāo)變化圖。
[0019] 圖7為同厚度不同角度工況的損傷指標(biāo)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020] 下面結(jié)合具體實(shí)施例來對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
[0021] 本發(fā)明提出的一種超聲導(dǎo)波陣列檢測(cè)焊縫完整性的方法，包括如下步驟：
[0022] a、在管道焊中激發(fā)L(0, 2)對(duì)稱導(dǎo)波，在焊縫兩側(cè)布置傳感器陣列，傳感器陣列方 式為在焊縫兩側(cè)均布排列16個(gè)傳感器，共32個(gè)傳感器，分別標(biāo)記為S lq, S2q,….S16q，表不焊 縫前端傳感器；Slh，S 2h，….S16h，表示焊縫后端傳感器。
[0023] 如圖3所示，焊縫后1號(hào)傳感器記錄導(dǎo)波信號(hào)峰值除以焊縫前1號(hào)傳感器記錄導(dǎo) 波信號(hào)峰值，獲得透射系數(shù)，以此類推，獲得16個(gè)透射系數(shù)的環(huán)向分布。定義透射系數(shù)的倒 數(shù)為損傷指標(biāo)Dindex，利用Dindex值的環(huán)向分布可識(shí)別出焊縫缺陷的環(huán)向和徑向參數(shù)。下 表1為本實(shí)施例提供的一種管道及焊料材料參數(shù)。
[0027] b、計(jì)算導(dǎo)波通過焊縫時(shí)的透射系數(shù)，并將其倒數(shù)作為損傷指標(biāo)，透射系數(shù)為焊縫 后傳感器記錄導(dǎo)波信號(hào)峰值除以焊縫前該傳感器記錄導(dǎo)波信號(hào)峰值所獲得的值。當(dāng)缺陷環(huán) 向尺寸固定為η /6,缺陷厚度變化時(shí)，損傷指標(biāo)變化如圖6所示。
[0028] c、繪制損傷指標(biāo)的環(huán)向分布曲線，利用該曲線上的峰值進(jìn)行焊縫缺陷參數(shù)識(shí)別， 焊縫缺陷參數(shù)識(shí)別方法為選取焊縫前后第一個(gè)波包分析，定義焊縫后第一個(gè)波包峰值A(chǔ)q與 焊縫前第一個(gè)波包峰值A(chǔ)h之比為透射率R τ，且Rt= A h/Aq，故Dindex= 1/R τ。
[0029] 當(dāng)固定焊縫缺陷徑向參數(shù)為2mm，變化焊縫缺陷的環(huán)向參數(shù)，計(jì)算各工況的 Dindex，圖7所示為同厚度不同角度工況的損傷指標(biāo)圖。
[0030] 本發(fā)明中，利用環(huán)向透射系數(shù)的倒數(shù)Dindex可以看出焊接缺陷在環(huán)向的位置， 并且Dindex值的大小反映了缺陷的深度參數(shù)變化。以完整焊接的透射率作為參考，含缺 陷焊縫管的Dindex極值到完整焊接管的Dindex的距離定義為d，當(dāng)焊縫缺陷徑向參數(shù)從 0· 5mm, I. 5mm, 2. 5mm, 3. 5mm 逐漸增大時(shí)，d 的值變化為 0· 22,0· 82, L 73, 3. 06,近似滿足二 次函數(shù)關(guān)系。
[0031] 本發(fā)明中，以完整焊縫的透射系數(shù)計(jì)算Dindex分布曲線，計(jì)算含缺陷焊縫管道的 Dindex分布曲線與完整焊縫管道Dindex分布曲線的交點(diǎn)，并連接兩交點(diǎn)與圓心的構(gòu)成識(shí) 別角度，則該角度基本與缺陷參數(shù)一致。
[0032] 檢測(cè)項(xiàng)目如下：圖1為心與焊縫缺陷徑向參數(shù)之間的關(guān)系示意圖，圖2為焊縫缺 陷環(huán)向識(shí)別結(jié)果示意圖，圖3為管道缺陷模型以及測(cè)點(diǎn)分布圖，圖4為激勵(lì)信號(hào)圖，圖5為 焊縫缺陷前后測(cè)點(diǎn)的位移時(shí)程曲線對(duì)比圖。
[0033] 以上所述，僅為本發(fā)明較佳的【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此， 任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其 發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種超聲導(dǎo)波陣列檢測(cè)焊縫完整性的方法，其特征在于，包括如下步驟： a、 在管道焊縫一側(cè)激發(fā)L(0, 2)對(duì)稱導(dǎo)波，在焊縫兩側(cè)布置傳感器陣列； b、 計(jì)算導(dǎo)波通過焊縫時(shí)的透射系數(shù)，并將其倒數(shù)作為損傷指標(biāo)； c、 繪制損傷指標(biāo)的環(huán)向分布曲線，利用該曲線上的峰值進(jìn)行焊縫缺陷參數(shù)識(shí)別。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲導(dǎo)波陣列檢測(cè)焊縫完整性的方法，其特征在于，a中的傳 感器陣列方式為在焊縫兩側(cè)均布排列16個(gè)傳感器，共32個(gè)傳感器，分別標(biāo)記為Slq,S2q,…. S16q，表示焊縫前端傳感器；Slh，S2h，….S16h，表示焊縫后端傳感器。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的超聲導(dǎo)波陣列檢測(cè)焊縫完整性的方法，其特征在于，b中的透 射系數(shù)為焊縫后傳感器記錄導(dǎo)波信號(hào)峰值除以焊縫前該傳感器記錄導(dǎo)波信號(hào)峰值所獲得 的值。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲導(dǎo)波陣列檢測(cè)焊縫完整性的方法，其特征在于，c中的焊 縫缺陷參數(shù)識(shí)別方法為選取焊縫前后第一個(gè)波包分析，定義焊縫后第一個(gè)波包峰值A(chǔ)q與 焊縫前第一個(gè)波包峰值A(chǔ)h之比為透射率RT，且RT=Ah/Aq，故Dindex= 1/RT。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種超聲導(dǎo)波陣列檢測(cè)焊縫完整性的方法，包括如下步驟：a、在管道中激發(fā)L(0,2)對(duì)稱導(dǎo)波，在焊縫兩側(cè)布置傳感器陣列接收檢測(cè)信號(hào)；b、計(jì)算導(dǎo)波通過焊縫前入射波波峰和焊縫后透射波峰值，并將透射系數(shù)的倒數(shù)作為損傷指標(biāo)；c、繪制損傷指標(biāo)的環(huán)向分布曲線，利用該曲線上的峰值進(jìn)行焊縫缺陷參數(shù)識(shí)別。本發(fā)明采用超聲導(dǎo)波陣列，實(shí)現(xiàn)了焊縫完整性的徹底檢測(cè)，精度高。
【IPC分類】G01N29/04
【公開號(hào)】CN105259250
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510604399
【發(fā)明人】張偉偉, 王向宇, 馬宏偉, 朱渝
【申請(qǐng)人】太原科技大學(xué), 暨南大學(xué), 重慶賽蒙科技發(fā)展有限公司
【公開日】2016年1月20日
【申請(qǐng)日】2015年9月21日