本发明专利技术公开了一种用于涡轮机匣电子束焊缝水浸超声C扫检测的模拟标准件，包括回转筒体和固定在回转筒体一端的同轴圆盘，在圆盘的下端面同一直径圆周上加工有3个垂直于圆盘端面不同直径的用于检测工件电子束焊缝缺陷的作为参考标准的平底孔，平底孔的孔底面距其上方圆盘上端面的距离δ1与涡轮机匣焊缝装配面距检测基准端面距离δ2相同，平底孔正上方端面距模拟标准件安装端面的高度h1与涡轮机匣焊缝检测基准端面距被检工件安装端面的高度h2相同，平底孔位置所在圆周直径与被检工件加工后的内圈直径加上焊缝最小熔深值基本相等。本发明专利技术可用于确定检测灵敏度及要监控的焊缝熔深，验证水浸超声检测工艺的可行性、准确性与可靠性。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及航空发动机涡轮机匣电子束焊缝检测
，特别涉及用于航空发动机涡轮机匣电子束焊缝水浸超声C扫检测的模拟标准件。
技术介绍
涡轮机匣是航空发动机非常重要的部件。航空发动机涡轮机匣的零件4与零件5之间的焊接连接，由于其结构特点、工作环境和材料性能，设计上对焊缝的熔深、焊缝中的缺陷、焊接残余变形都有很高的要求。鉴于此，航空发动机涡轮机匣零件4与零件5之间的焊接采用电子束焊接(EBW)。电子束焊接能量密度极高，容易实现金属材料的深熔透焊接，具有焊缝窄、深/宽比大、焊缝热影响区小、焊接残余变形小、焊接工艺参数容易精确控制、重复性和稳定性好等优点。正是由于其上述优点，电子束焊接技术获得了长足发展，已广泛应用于各个行业。但是由于制造零部件的材料、焊缝的状态、焊接工艺和焊后处理等因素的影响，电子束焊缝内部经常产生缺陷，如气孔、裂纹、未焊透和未熔合等，直接影响到焊缝的强度和使用可靠性。为了保证电子束焊缝的质量，必须对零部件上的焊缝区域进行无损检测。由于电子束焊缝的深/宽比大，缺陷一般都比较小，因此对检测灵敏度要求比较高。针对焊缝内部缺陷的无损检测，常用方法有X射线检测法和超声波检测法。但现有技术的射线检测，只能检测焊缝中的气孔、裂纹等缺陷，可以判断是否焊透，但无法确定焊接熔深值。一般情况下超声检测也只是检测焊接缺陷，至于熔深的确定应用也较少。在航空发动机涡轮机匣生产加工中，为了掌握电子束焊缝的质量，需要对涡轮机匣电子束焊缝的熔深进行检测，但现有技术没有检测电子束焊缝熔深与缺陷的有效方法。专利技术人通过分析认为使用超声波来确定焊缝熔深有一定的可行性，但前提是必须有能够模拟实际零件的模拟标准件，特别是熔深部分，如何模拟实际被检零件，如何模拟熔深便是最大的难题。
技术实现思路
本专利技术针对工作实践提出的问题，提供了一种用于涡轮机匣电子束焊缝水浸超声C扫检测的模拟标准件，以确定超声C扫检测的检测灵敏度，以及检测被检工件涡轮机匣电子束焊缝熔深、焊缝中缺陷。本专利技术提供的用于涡轮机匣电子束焊缝水浸超声C扫检测的模拟标准件，其构成包括回转筒体和固定在回转筒体一端的同轴圆盘，在圆盘的下端面同一直径圆周上加工有3个垂直于圆盘端面不同直径的，用于检测工件电子束焊缝缺陷的作为参考标准的平底孔，3个不同直径的平底孔分别为焊缝允许忽略不计的最大当量直径的平底孔、多个缺陷允许的最大当量直径的平底孔和单个缺陷允许的最大当量直径的平底孔，平底孔的孔底面距其上方圆盘上端面的距离S:与涡轮机匣焊缝装配面距检测基准端面距离S 2相同，平底孔正上方端面距模拟标准件安装端面的高度h与涡轮机匣焊缝检测基准端面距其安装端面的高度匕相同，平底孔位置所在圆周直径与被检工件加工后的内圈直径加上焊缝最小熔深值基本相等，即平底孔所在位置的直径D1^ D 3+F，其中D3为涡轮机匣机加工后的内圈直径，F为焊缝最小恪深。在本专利技术的上述技术方案中，所述水浸超声C扫检测，是指将被检测的涡轮机匣(工件)浸于水中，通过超声波扫描成像对涡轮机匣(工件)上的电子束焊缝进行检测，以确定工件上的电子束焊缝是否满足设计要求。在本专利技术的上述技术方案中，在圆盘的下端面同一直径圆周上可加工两组或两组以上的3个垂直于圆盘端面不同直径的用于检测工件电子束焊缝缺陷的作为参考标准的平底孔。设置多组参考标准平底孔，可防止一个平底孔加工失误带来整个模拟标准件报废。参考标准平底孔一般设置为两组。在本专利技术的上述技术方案中，所述圆盘上端面从平底孔所在区域至圆盘边缘的环形平面优先设计为下沉台阶平面。圆盘上端面采取这样的结构设计，有利于保证平底孔的孔底面距其上方圆盘端面的距离δ i与焊缝装配面距检测基准端面距离δ 2相同，以及平底孔正上方圆盘端面距模拟标准件安装端面的高度^与被检工件焊缝检测基准端面距被检工件安装端面的高度h2相同。在本专利技术的上述技术方案中，所述圆盘下端面从平底孔所在区域至圆盘边缘的环形平面优先设计为上顶台阶平面。将平底孔所在区域的圆盘下端面设计为环形的上顶台阶平面，当将圆盘的厚度比较大时，可减小平底孔的深度。由于作为参考标准的所述平底孔，其直径很小，一般都小于1_，且孔底为平面，加工十分困难。减小平底孔的加工深度，可大大降低平底孔的加工难度。在本专利技术的上述技术方案中，所述回转筒体和所述圆盘可为整体结构，也可为可拆装的组合结构。优先采用组合结构，如回转筒体与圆盘可通过多个垂直螺钉进行连接。在本专利技术的上述技术方案中，为了减轻模拟标准件的重量，所述圆盘优先设计成法兰结构的圆盘；所述回转筒体优先设计成筒体上加工有若干减重圆孔的结构。本专利技术提供的用于涡轮机匣电子束焊缝水浸超声C扫检测的模拟标准件，模拟标准件的外形尺寸、模拟标准件上参考标准平底孔的尺寸和参考标准孔在模拟标准件上的位置确定如下:(I)模拟标准件外形尺寸的确定:根据被检工件涡轮机匣超声检测时的尺寸及装夹状况来确定模拟标准件的外形尺寸，使模拟标准件上的参考标准平底孔上方端面距模拟标准件安装端面的高度Ii1 (如图2)，与涡轮机匣焊缝检测基准端面距涡轮机匣安装端面的高度h2(如图4)相同，即平底孔正上方端面距回转工作台平面的高度匕与涡轮机匣焊缝检测基准端面距回转工作台平面的高度h2—样；又使平底孔的孔底面距圆盘上端面的距离S1，即平底孔埋深S1(如图3)与涡轮机匣焊缝装配面距检测基准端面距离δ2(如图5)相同，以保证模拟标准件及工件扫查时，超声波探头距平底孔孔底面的距离与超声波探头距焊缝装配面的检测距离一样。(2)模拟标准件上参考标准平底孔的尺寸确定:根据设计图要求允许忽略不计缺陷的最大当量直径确定最小尺寸的平底孔IA或IB直径，又根据设计图允许的多个缺陷最大当量直径确定次小尺寸平底孔2Α或2Β直径，再根据设计图允许的单个最大缺陷当量直径确定最大平底孔3Α或3Β直径，可以根据加工难度确定加工两组或多组符合要求的平底孔，再经计量确定哪组平底孔可以作为参考标准孔。(3)参考标准平底孔在模拟标准件上位置的确定:根据设计图要求，要求被检工件涡轮机匣机加工后焊缝的熔深不小于F，而机加工后的涡轮机匣机内圈的最终直径为D3,据此确定平底孔中心在模拟标准件圆盘上的位置，即平底孔位于模拟标准件圆盘上同一圆周的直径D1S:D ^ D 3+F，F为焊缝最小熔深，这样便可以通过利用最大平底孔3A或3B在C扫图上的位置来确定熔深监控区域(ROI)。方法如下:从平底孔中心线处沿圆盘直径方向往内量取尺寸K (约为F/2)，即为熔深监控区域的上边界，往外量取尺寸F-K，即为熔深监控区域的下边界，F长的区间即为熔深监控区域(ROI)，此时熔深监控区域(ROI)是根据零件的最终尺寸确定的，与被检零件的实际加工余量没有相关性，排除了实际零件焊接变形或加工错误带来的影响。鉴于以上考虑，标准件与实际零件可以使用同一扫查程序进行检测，同时也可以通过标准件来确定需要监控的熔深区域。本专利技术提供的用于涡轮机匣电子束焊缝水浸超声C扫检测的模拟标准件，具有以下十分突出的有益技术效果:1、使用本专利技术提供的模拟标准件对涡轮机匣电子束焊缝进行水浸超声C扫检测，可以确定超声检测灵敏度及焊缝要熔深监控区域(ROI)，从而使超声检测实现了熔深的确定，扩大了超声检测范围，并大大提高了检测的准确性与本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于涡轮机匣电子束焊缝水浸超声C扫检测的模拟标准件，其特征在于，包括回转筒体(3)和固定在回转筒体一端的同轴圆盘(1)，在圆盘的下端面同一直径圆周上加工有3个垂直于圆盘端面不同直径的用于检测工件电子束焊缝缺陷的作为参考标准的平底孔(2)，3个不同直径的平底孔分别为焊缝允许忽略不计的最大当量直径的平底孔、多个缺陷允许的最大当量直径的平底孔和单个缺陷允许的最大当量直径的平底孔，平底孔的孔底面距其上方圆盘上端面的距离δ1与涡轮机匣焊缝装配面距检测基准端面距离δ2相同，平底孔正上方端面距模拟标准件安装端面的高度h1与涡轮机匣焊缝检测基准端面距其安装端面的高度h2相同，平底孔位置所在圆周直径与被检工件加工后的内圈直径加上焊缝最小熔深值基本相等。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李玲，刘建，乔惠芳，黄志新，郑斯宇，张集，乔雷，何恒，刘晓燕，姚大卫，罗邵凤，刘素平，
申请(专利权)人：成都发动机集团有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51
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