一种激光焊接接头专用的复合无损检测装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种激光焊接接头专用的复合无损检测装置，包括X射线源、平板探测器；所述的X射线源位于焊缝工件的焊缝区域上方，平板探测器位于焊缝区域下方；所述的焊缝区域上方还设置有超声相控阵探头；本发明专利技术还公开了其检测方法，该方法通过X射线检测以及超声相控阵检测的复合检测方法来检测一个焊接构件的同一部位，用这两种检测方法的两种数据分析同一个位置，互相佐证，解决了现有技术中存在的无法定位缺陷在焊缝三维空间中的具体位置、检测成像效果差等问题。且定位精度更高，准确性更好，检测速度快，能够满足激光焊接缺陷在三维空间内的定位及定量检测。

【技术实现步骤摘要】
一种激光焊接接头专用的复合无损检测装置及方法
本专利技术属于激光焊接接头无损检测领域，尤其指代一种激光焊接接头专用的复合无损检测装置及方法。
技术介绍
激光焊接是利用高能量密度的激光束作为热源的一种高效精密焊接方法。激光焊接过程属热传导型，即激光辐射加热工件表面，表面热量通过热传导向内部扩散，通过控制激光功率、焊接速度、保护气流量等参数，使工件熔化，形成特定的熔池。熔池内的液态金属凝固后形成焊缝，从而实现两个被焊工件的连接。激光焊接具有能量密度高，焊接速度快、焊缝的深宽比大、晶粒细小以及热影响区窄等优点。已被成功应用于航空航天，汽车制造以及微小型零件的精密焊接等领域。激光焊接过程中由于材料熔化迅速、冷却速度快以及受热不均等原因，使得在焊接工艺参数选择不当的情况下，焊缝内易形成孔洞、裂纹等缺陷。在新技术应用的同时，激光焊接缺陷的检测问题也随之而出，对焊接缺陷的无损检测也提出了更高的要求。目前针对激光焊接缺陷的主要检测方法有目视检测、渗透检测、超声检测和X射线检测。目视检测和渗透检测只可以检测出表面的缺陷。超声检测虽然能检测出焊缝内部的缺陷，但其主要反映缺陷在（y,z）坐标平面内的位置、形状和大小信息，无法准确定位缺陷在焊缝三维空间内的具体位置。X射线检测虽然能检测出焊缝内部的缺陷，但其主要反映缺陷在（x,y）坐标平面内的位置、形状和大小信息，无法准确定位缺陷在焊缝三维空间内的具体位置。针对以上问题，如何实现激光焊接缺陷高精度三维无损检测成为业界人士关心的重要课题。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术中存在的问题，公开了一种激光焊接接头专用的复合无损检测装置及方法，本专利技术采用X射线检测以及超声相控阵检测的复合检测方法来检测一个焊接构件的同一部位，用这两种检测方法的两种数据分析同一个位置，互相佐证。解决了现有技术中存在的无法定位缺陷在焊缝三维空间中的具体位置、检测成像效果差等问题。本专利技术是这样实现的，一种激光焊接接头专用的复合无损检测装置，包括X射线源、平板探测器；所述的X射线源位于焊缝工件（母材）的焊缝区域上方，平板探测器位于焊缝区域下方，X射线源与平板探测器表面呈垂直关系，平板探测器表面与焊缝工件呈平行关系；所述的焊缝区域上方还设置有超声相控阵探头。进一步，所述的X射线源以及平板探测器通过第二数据线缆分别与图像控制单元一端相连，图像控制单元另一端连接于计算机。进一步，所述的超声相控阵探头通过第一数据线缆与显示器相连。本专利技术还公开了一种激光焊接接头专用的复合无损检测方法，该方法的具体步骤如下：步骤1，酒精擦拭焊缝区域并涂上一层超声检测专用耦合剂；步骤2，经X射线检测，标注出各缺陷所在的(x,y)坐标位置；步骤3，经超声相控阵检测，定位出缺陷所在的（y,z）坐标位置；步骤4，结合上述步骤2以及步骤3所得到的X射线检测结果与超声相控阵检测结果，从而获得缺陷在焊缝内的三维坐标位置。进一步，所述的步骤1具体为：1.1，对激光焊接接头，使用机加工方法将焊缝余高和表面污染物去除，使焊缝表面保持光滑平整；1.2，将X射线源置于焊缝区域上方，平板探测器位于焊缝区域下方，X射线源与平板探测器表面呈垂直关系，平板探测器表面与焊缝工件呈平行关系；1.3，打开超声相控阵检测仪，设置检测的工艺参数；用酒精擦拭焊缝表面，然后在焊缝表面涂上一层超声检测专用耦合剂。进一步，所述的步骤2具体为：2.1，处理设备自动记录检测起始位置，记为坐标原点；2.2，在确定合适的管电压、管电流之后，启动X射线源，X射线穿透焊缝后，由置于焊缝正下方的平板探测器接收，平板探测器将X射线光信号转化为可见光图像；2.3，将X射线源放置距焊缝工件表面145mm的位置，使X射线源沿规划的路径匀速移动，在移动X射线源的同时观察计算机中显示的缺陷位置图像，记起始点为坐标原点，经图像处理，标注出各缺陷所在的(x,y)坐标位置。进一步，所述的步骤3具体为：3.1，超声相控阵探头随着X射线源在焊缝上沿相同路径匀速移动，观察显示器中显示的回波波形图和回波强度分布图；3.2，根据所得的回波波形图和回波强度分布图，定位出缺陷所在的（y,z）坐标位置。本专利技术与现有技术的有益效果在于：（1）通过X射线检测和超声相控检测的复合技术，可以在检测过程中实时看到激光焊接焊缝的X射线检测图像和超声相控阵检测图像，结合两者的检测图像，定位出缺陷在焊缝三维空间内的位置，用坐标(x,y,z)表示；定位结果包括缺陷位置，形状和大小等信息；（2）复合检测方法比单一的检测方法对缺陷的定位精度更高，准确性更好。并且该方法具备检测速度快，检测精度高，检测结果准确等优点，能够满足激光焊接缺陷在三维空间内的定位及定量检测。附图说明图1是本专利技术一种激光焊接接头专用的复合无损检测装置及方法的焊缝工件示意图；图2是本专利技术一种激光焊接接头专用的复合无损检测装置及方法的装置示意图；图3是本专利技术一种激光焊接接头专用的复合无损检测装置及方法的实施例中X射线检测图像；图4是本专利技术一种激光焊接接头专用的复合无损检测装置及方法的实施例中超声相控阵检测图像；其中，1-超声相控阵探头，2-X射线源，3-焊缝工件，4-焊缝区域，5-平板探测器，6-第一数据线缆，7-显示器，8-第二数据线缆，9-图像控制单元，10-计算机。具体实施方式本专利技术提供一种激光焊接接头专用的复合无损检测装置及方法，为使本专利技术的目的、技术方案及效果更加清楚，明确，以及参照附图并举实例对本专利技术进一步详细说明。应当指出此处所描述的具体实施仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术公开了一种激光焊接接头专用的复合无损检测装置，如图2所示，包括X射线源2、平板探测器5，所述的X射线源2以及平板探测器5通过第二数据线缆8分别与图像控制单元9一端相连，图像控制单元9另一端连接于计算机10；X射线源2位于焊缝工件3的焊缝区域4上方，平板探测器位于焊缝区域4下方，X射线源2与平板探测器5表面呈垂直关系，平板探测器5表面与焊缝工件3，即与母材呈平行关系；所述的焊缝区域4上方还设置有超声相控阵探头1，所述的超声相控阵探头1通过第一数据线缆6与显示器7相连。本专利技术还公开了一种激光焊接接头专用的复合无损检测方法，具体步骤为：如图1所示焊缝区域4，下面对焊缝区域4进行无损检测，对激光焊接接头，使用机加工方法将焊缝余高和表面污染物去除，使焊缝表面保持光滑平整；将X射线源2移至待检测焊缝区域4上方，规定其检测路径，检测准备工作完毕后，记录初始点位置，记为坐标原点(0,0)，将X射线源放置距焊缝工件3表面145mm的位置，使X射线源2沿规划的路径匀速移动，在移动X射线源2的同时观察计算机10中显示的缺陷位置图像，随着X射线源2的移动，正下方的平板探测器5将射线源发出的射线转化为电子信号，这些电子信号通过第二数据线缆8经过图像控制单元9传输到现场的计算机10，实现实时成像。如图3所示，以起始点为坐标原点，标出缺陷所在的(x,y)坐标。同时超声相控阵探头1跟随着X射线源2沿相同路径匀速移动，检测到的信号传输至显示器7中，形成回波波形图和回波强度分布图。根据检测结果定位出缺陷所在的(y,z)坐标，如图4所示。检测过程完成后，结合分析图3的X射线检测结果与图4的超声相控阵检测结果。从图3的X射线检测本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种激光焊接接头专用的复合无损检测装置，其特征在于，包括X射线源（2）、平板探测器（5）；所述的X射线源（2）位于焊缝工件（3）的焊缝区域（4）上方，平板探测器（5）位于焊缝区域（4）下方，X射线源（2）与平板探测器（5）表面呈垂直关系，平板探测器（5）表面与焊缝工件（3）呈平行关系；所述的焊缝区域（4）上方还设置有超声相控阵探头（1）。

【技术特征摘要】
1.一种激光焊接接头专用的复合无损检测装置，其特征在于，包括X射线源（2）、平板探测器（5）；所述的X射线源（2）位于焊缝工件（3）的焊缝区域（4）上方，平板探测器（5）位于焊缝区域（4）下方，X射线源（2）与平板探测器（5）表面呈垂直关系，平板探测器（5）表面与焊缝工件（3）呈平行关系；所述的焊缝区域（4）上方还设置有超声相控阵探头（1）。2.根据权利要求1所述的一种激光焊接接头专用的复合无损检测装置，其特征在于，所述的X射线源（2）以及平板探测器（5）通过第二数据线缆（8）分别与图像控制单元（9）一端相连，图像控制单元（9）另一端连接于计算机（10）。3.根据权利要求1所述的一种激光焊接接头专用的复合无损检测装置，其特征在于，所述的超声相控阵探头（1）通过第一数据线缆（6）与显示器（7）相连。4.一种激光焊接接头专用的复合无损检测方法，其特征在于，具体步骤如下：步骤1，酒精擦拭焊缝区域（4）并涂上一层超声检测专用耦合剂；步骤2，经X射线检测，标注出各缺陷所在的(x,y)坐标位置；步骤3，经超声相控阵检测，定位出缺陷所在的（y,z）坐标位置；步骤4，结合上述步骤2以及步骤3所得到的X射线检测结果与超声相控阵检测结果，从而获得缺陷在焊缝内的三维坐标位置。5.根据权利要求4所述的一种激光焊接接头专用的复合无损检测方法，其特征在于，所述的步骤1具体为：对激光焊接接头，使用...

【专利技术属性】
技术研发人员：占小红，余海松，周俊杰，卜星，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32