一种焊接件质量检测装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种焊接件质量检测装置及方法，包括激励装置，用于在焊接件上进行多次敲击激励，并获取每次敲击力的频谱信号；测量装置，用于采集每次敲击激励的损伤测量点M的振动响应信号；控制装置，与所述激励装置、测量装置电路连接，用于计算每次敲击激励对应的损伤测量点M振动响应信号的时域持续时间、各阶模态频率、功率谱重心频率。本发明专利技术采用冲击波振动检测方法对铝合金型材焊接件进行检测，不仅可实现在在铝合金焊接件在投入使用前的快速质量检测，而且可在服役过程的定期安全检测中，无需拆卸，对铝合金焊接件进行原位安全检测。

A device and method for quality inspection of welding parts

【技术实现步骤摘要】
一种焊接件质量检测装置及方法
本专利技术涉及一种质量检测装置和方法，特别是涉及一种焊接件质量检测装置及方法。
技术介绍
随着我国高速铁路的快速发展,高速列车的速度不断提升,对高速列车的生产质量要求也相应的提高，车体构件质量是保证高速列车生产质量的关键。随着高速列车轻量化发展，铝合金型材结构件，特别是6系铝合金型材的构件被大量使用到高速列车上。在铝合金车体结构件中制造过程中，焊接工艺是主要的连接工艺方法，焊接接头区域存在着应力集中与不均匀性，始终是轻量化车体结构中的薄弱环节，对构件的安全检测主要是对焊接构件焊缝区域的安全检测。在高速列车生产中，铝合金型材的构件种类多、数量大，检验检测任务繁重(如SFE32-251XC、SFE32-252XC、SFE32-254XC、SFE32-256XC、SFE32-257XC等多种不同6系型材的焊接构件)。传统的无损检测技术难以满足生产检测的需要，如X射线检测设备昂贵，电磁辐射危害健康，而超声检测对工作表面要求严格，检测效率低。而且，高速运行使得高速列车在服役过程中损伤较严重，因此对服役过程中的高速列车关键铝合金型材焊接构件的安全检测十分重要，但目前的无损检测方法均不适用于服役过程中的高速列车关键铝合金焊接构件进行原位安全检测。
技术实现思路
本专利技术的主要目的是为解决现有技术中的技术问题，提供一种满足生产检测需求，适用于服役过程中的高速列车关键铝合金焊接件质量检测的焊接件质量检测装置。本专利技术的另一个主要目的是提供一种焊接件质量检测方法。r>为了实现上述目的，本专利技术的技术方案是：一种焊接件质量检测装置，包括激励装置，用于在焊接件上进行多次敲击激励，并获取每次敲击力的频谱信号；测量装置，用于采集每次敲击激励的损伤测量点M的振动响应信号；控制装置，与所述激励装置、测量装置电路连接，用于计算每次敲击激励对应的损伤测量点M振动响应信号的时域持续时间、各阶模态频率、功率谱重心频率。进一步，所述测量装置为用于采集每次敲击激励的对照测量点R、损伤测量点M的振动响应信号的测量装置；所述控制装置为用于计算每次敲击激励对应的对照测量点R、损伤测量点M的振动响应信号的持续时间比、各阶模态频率比和功率谱重心频率比的控制装置。进一步，在所述焊接件的焊缝的一侧一定距离处设置激励点，在激励点的同一水平面上，以所述焊接件的焊缝为对称轴对称设置所述对照测量点R、损伤测量点M，所述对照测量点R位于激励点的一侧。进一步，在所述焊接件的焊缝的一侧一定距离处设置一条与焊缝平行的激励线，在所述激励线上每隔一定距离设置一个激励点。本专利技术的另一个技术方案是：一种焊接件质量检测方法，包括如下步骤，步骤一、激励装置在焊接件上进行多次敲击激励，获取每次敲击力的频谱信号；步骤二、计算每次敲击激励对应的损伤测量点M振动响应信号的时域持续时间、各阶模态频率、功率谱重心频率；步骤三、判断时域持续时间、各阶模态频率、功率谱重心频率是否均在阈值范围内，若是则判定焊接件质量合格，若不是则判定焊接件质量不合格。进一步，在所述步骤二中，计算每次敲击激励对应的对照测量点R、损伤测量点M的振动响应信号的持续时间比、各阶模态频率比和功率谱重心频率比；在所述步骤三中，判断对照测量点R、损伤测量点M的振动响应信号的持续时间比、各阶模态频率比和功率谱重心频率比是否均在阈值范围内，若是则判定焊接件质量合格，若不是则判定焊接件质量不合格。进一步，在所述步骤一之前增加一个步骤，该步骤为取多块与待检测焊接件相同尺寸的焊接质量良好的焊接试样，计算每块焊接试样每次敲击激励对应的对照测量点R、损伤测量点M的振动响应信号的持续时间比、各阶模态频率比和功率谱重心频率比，取平均值和标准差，获得时域持续时间比平均值和标准差、各阶模态频率比平均值和标准差、功率谱重心频率比平均值和标准差，以时域持续时间比、各阶模态频率比、功率谱重心频率比的平均值和标准差形成对比阈值范围；在所述步骤三中，判断对照测量点R、损伤测量点M的振动响应信号的持续时间比、各阶模态频率比和功率谱重心频率比是否均在对比阈值范围内，若是则判定焊接件质量合格，若不是则判定焊接件质量不合格。进一步，在所述焊接件的焊缝的一侧一定距离处设置激励点，在激励点的同一水平面上，以所述焊接件的焊缝为对称轴对称设置所述对照测量点R、损伤测量点M，所述对照测量点R位于激励点的一侧。进一步，在所述焊接件的焊缝的一侧一定距离处设置一条与焊缝平行的激励线，在所述激励线上每隔一定距离设置一个激励点。综上内容，本专利技术所述的一种焊接件质量检测装置及方法，采用冲击波振动检测方法对铝合金型材焊接件进行检测，不仅可实现在在铝合金焊接件在投入使用前的快速质量检测，而且可在服役过程的定期安全检测中，无需拆卸，对铝合金焊接件进行原位安全检测。附图说明图1是本专利技术的激励线、激励点的布置图。具体实施方式下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。下面通过两个实施例来具体说明本专利技术的实施方案，但并不限制本专利技术的具体内容。实施例一一种焊接件质量检测装置，主要包括激励装置、测量装置、控制装置。本检测装置通过激励装置在铝合金焊接件上激发冲击波振动，检测振动响应信号，根据振动响应信号判断振动激励点区域及振动激励点与测量点之间区域的组织结构信息，从而对铝合金焊接件进行质量检测。如图1所示，在焊接件的焊缝的一侧距焊缝热影响区边缘3-8mm处设置激励点，在激励点的同一水平面上，以焊接件的焊缝为对称轴对称设置所述对照测量点R、损伤测量点M，对照测量点R、损伤测量点M距焊缝热影响区边缘20mm-100mm。对照测量点R位于激励点的一侧，损伤测量点M位于激励点的不同侧。设置多个激励点形成激励线，具体而言，在焊接件的焊缝的一侧距焊缝热影响区边缘3-8mm处设置一条与焊缝平行的激励线，在激励线上每隔距离h均匀布置激励点，记为激励点g，g＝1,2,3…G-1,G。激励装置，用于在焊接件上进行多次敲击激励，并获取每次敲击力的频谱信号。激励装置为可精确控制敲击位置和敲击力度的力锤设备。力锤设备的冲击锤内部的力传感器将敲击力信号转化为电压信号，经过信号采集及处理系统，得到敲击力的频谱信号，第g个激励点的敲击力频谱信号记为Sg(f)。测量装置，用于采集每次敲击激励的对照测量点R、损伤测量点M的振动响应信号。测量装置为振动传感器，优选为压电式加速度传感器。控制装置，与激励装置、测量装置电路连接，用于计算每次敲击激励对应的对照测量点R、损伤测量点M振动响应信号的时域持续时间比、各阶模态频率比、功率谱重心频率比。采用力锤设备的冲击锤依次以相同的敲击力度敲击每个激励点，激发冲击波振动，每次敲击的同时，通过测量装置同时采集对照测量点R与损伤测量点M的振动响应信号，然后对振本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种焊接件质量检测装置，其特征在于，包括激励装置，用于在焊接件上进行多次敲击激励，并获取每次敲击力的频谱信号；/n测量装置，用于采集每次敲击激励的损伤测量点M的振动响应信号；/n控制装置，与所述激励装置、测量装置电路连接，用于计算每次敲击激励对应的损伤测量点M振动响应信号的时域持续时间、各阶模态频率、功率谱重心频率。/n

【技术特征摘要】
1.一种焊接件质量检测装置，其特征在于，包括激励装置，用于在焊接件上进行多次敲击激励，并获取每次敲击力的频谱信号；
测量装置，用于采集每次敲击激励的损伤测量点M的振动响应信号；
控制装置，与所述激励装置、测量装置电路连接，用于计算每次敲击激励对应的损伤测量点M振动响应信号的时域持续时间、各阶模态频率、功率谱重心频率。


2.根据权利要求1所述的一种焊接件质量检测装置，其特征在于，所述测量装置为用于采集每次敲击激励的对照测量点R、损伤测量点M的振动响应信号的测量装置；
所述控制装置为用于计算每次敲击激励对应的对照测量点R、损伤测量点M的振动响应信号的持续时间比、各阶模态频率比和功率谱重心频率比的控制装置。


3.根据权利要求2所述的一种焊接件质量检测装置，其特征在于，在所述焊接件的焊缝的一侧一定距离处设置激励点，在激励点的同一水平面上，以所述焊接件的焊缝为对称轴对称设置所述对照测量点R、损伤测量点M，所述对照测量点R位于激励点的一侧。


4.根据权利要求3所述的一种焊接件质量检测装置，其特征在于，在所述焊接件的焊缝的一侧一定距离处设置一条与焊缝平行的激励线，在所述激励线上每隔一定距离设置一个激励点。


5.一种焊接件质量检测方法，其特征在于，包括如下步骤，
步骤一、激励装置在焊接件上进行多次敲击激励，获取每次敲击力的频谱信号；
步骤二、计算每次敲击激励对应的损伤测量点M振动响应信号的时域持续时间、各阶模态频率、功率谱重心频率；
步骤三、判断时域持续时间、各阶模态频率、功率谱重心频率是否均在阈值范围内，若是则判定焊接件质量合格，若不是则判定焊接件质量不合格。


...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹春鹏，张海军，马君，但龙，杨钊，
申请(专利权)人：中车青岛四方机车车辆股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37