改进已制成的机器零件锻件的超声检查覆盖范围的方法技术

为了改进已制成的机器零件（４０３）的超声检查覆盖范围，本发明专利技术提供了一种用于改进已制成的机器零件（４０３）锻件的超声检查的方法。围绕机器零件锻件以直圆柱体形状构造锻件包封（４０１）。随后，可以在锻造方向将大约等于２倍的超声检查设备波长的材料添加到锻件包封（４０１）中。如果锻件不能在锻造方向从相对的表面进行超声检查，则可以随后将等于换能器死区尺寸的额外材料添加到锻件包封（４０１）的检查表面。最后，可以在垂直于锻造方向的方向将等于换能器（４０９）占地面积加上突变边缘半径的材料添加到锻件包封中。

【技术实现步骤摘要】
舰已制成的机^##^件的超声检查覆盖范围的方法
本申请通常涉及为形成机械加工的零件而产生锻件包封(forging envelope),其允许超声检查覆盖范围来检测已制，件内的缺陷。
技术介绍
设计锻件需要构造锻件包封，以便从该锻件机械加工成的已完成机器零件 的所有体积在适当的方向并以指定的灵tK接魏声检查，以确保检测到在铸 i姚化、鹏和热处理31f呈中有可能引入的内部缺陷。 卜的材料必须被添加 到已制成的机器零件形状以构造一铸件靴，辩虑到各种换能飘区和几何 边界反射，这些边界反射阻碍了采用超声检测法进行的缺陷检测。在当前存在的系统中，额外的材料通常被添加到锻件中以允许可能出现的 机械加工體和处理缺陷。为航空和航紅业库随的锻件采用液浸超声检澳赔 进行检查，其a31在水中脉动换能器而减少了换能器死区。7JC用于在声音iSA 锻件前，鹏换能m区。然而，仍然械可能防碍靠近锻件表面的缺陷检测 的大界面反射。在现有的系统中，常见的就是设计包括足够多材料的锻件，以 允许这种大信号响应在声誠入已制成的机器劐牛前靳渐消失。这些锻件通常 采用高换能 荡频率以及聚焦棘行检测，这^^了由于7K-金属界面而弓胞 的死区。然而，这些液浸技术不能有效地用于駄尺寸的锻件。例如，在现有的系 统中，为发电应用而设计的大锻件通常采用接触式超声方法进行检査，其中， 换能器直接耦合到锻件。这是由于锻件较重的重量和尺寸将需要大得多的浸入箱和零件操作设备，这样不节省成本。通常i顿较低的换能驗荡频斜口絲 焦的探头，这是因为锻件的尺寸需要更高的声传输能量iSA锻件中，以补偿增加的衰减并且在可接受的时间范围内扫描大零件。现存系统具有的另一问题就是当在锻件包封中包含台阶以减小锻件的重量 和成本时，这些台阶可能干扰超声检测并引入不能被检查的区域。在轴向锻造的盘型锻件上，需要在锻##一侧上正确对准这些台阶，从而使较少区域被超 声检测所遗漏。在径向锻造的长圆柱形锻件上，这些台阶可以在超声检测期间被重新机械加工，以获得^iS的检查覆盖范围。问题是，对于在轴向锻造和检测的盘形锻件而言，由于锻件包封中的台阶 而必须被添加的额外原料量被忽视，并且不能将小缺陷从大的后壁舰中分离 出来。这纖4特时也在两个相反的轴向被检测，而没有充分考虑到由于駄 后壁回波中较小缺陷响应的分辨率而产生的死区。因此，需要这样一种系统和方法，其用于确定将嫩卜材料正确应用至搬件 包封，以便为该锻件产生实现改进的超声检查覆盖范围所需的几何形状。
技术实现思路
本专利技术通皿样一种系统和方法而实现了上面列出的这些需要，其可以改 进锻件形状设计，以实现改进的超声检查覆盖范围。本专利技术这样做的方法提供 了比现有技术的方法大得多的检查覆盖范围，并且从检查中提供了更加精确的 结果。在劍七和^1程中可能产生许多鄉的缺陷。这些可以包括与熔化相关 的夹雑和化学偏析、锻件暴裂和折痕、热处理淬裂等。与j^七相关的缺陷趋 于在,过程中将自身与材料流线对准，而锻造缺陷趋于多方向的。为了使超 声检测最有效，声束的方向应当垂直于缺陷的取向。而且，超声换能器的中心 线被定位在锻件包封上，从而使已制成的机器^j牛的旨体积在主要方向上被 髓换能器轴的超声束的最大肖遣点扫描。添加额外的材料构造锻件^^必须 考虑靠锻^Mf呈和材料流线，以鹏声检测在最有效的方向进行缺陷检测。该 方向通常与最后的皿操作方向相同。与最无损检测模式一样，超声检测具有内在的局P艮性，这可能P艮制了其在 特定^f牛下检测缺陷的能力。Wi5锻件边缘，情况尤其如此，在锻件边缘不能 将来自部件内缺陷的声能的少量反射从来自被测机械加工零件的壁反射的声能 的大得多的内部反射中分辨出来。此外，在表面下直接被检观啲是材料体，通 常称为换能器死区，在这里由于零件表面的大界面，、探针的几何限制或者 与换能器或仪器保护电路的起始脉冲有关的恢复时间，缺陷不能被检测。换能 器死区也通常称为起始脉冲长度。 为了增强制成的机嫩卩工劐牛的超声检测MM范围，本专利技术麟了一种修 改已制成的机,fm件以进4彌声检查的方法。锻件包封可以被构造成围绕 机^tl^牛锻件的直圆柱体形状。随后，可以在锻造方向将大约等于超声检查设 备波长的2倍的材料添加到锻^^t中。如果不能在 方向从两个相对的表 面超声检魏件，贝鹏后可以将等于换能飘区的尺寸的额外的材料添加至搬 件包封的检査表面。最后，可以在垂直 造方向的方向将等于换能器占地面 积加上突变，半径的材料添加到锻fmM中。附图说明图l描述了根据本专利技术一种实施例的用于^it超声检测覆盖范围的一种方法。图2描述了根据本专利技术一种实施例的用于改进超声检测覆盖范围的第二种方法。图3描述了育辦根据本专利技术一个方面操作的计算机方框图。 图4描述了根据本专利技术一种实施例的锻fm封实例。具体实施方式现在将参照附图在下文中更加全面地描述本专利技术，其中显示了本专利技术的一 些并非是所有的实施例。实际上，这些专利技术可以被包含在许多不同的形式中， 不能被解释为限定于在这里阐明的实施例；而是，提供这些实施例以便本专利技术 将满足适用的法律要件。文中相同的数字，相同的部件。下面参照根据本专利技术一种实施例的系统、方法、设备和计算lfW^产品的 方框图和流程图来描述本专利技术。将要理解，方框图和流程图中的每一方框以及 方框图和流程图中的方框组合可以分别被计Ml^^指令所执行。这對十算机 程序指令可以被加载到通用目的的计算机、特殊目的的计算机、CAD系统或 其它可编程的数据处理设备上，以生产机器，使得在计穀几或其它可编程的数 据处理设备上执行的指令产生用于执行在流程图方框中详细说明的功能的部 件。这些计算机程序指令也可以储存在计^t几可读存储器中，其可以引导计算 机或其它可编程的 处理设备以特定的方式发挥作用，使得储存在计算机可 读存储器中的指令产生一件产品，该产品包括^/f亍在流程图方框中详细说明的 功能的指令部件。计算机禾將指令也可以被加载到计mn^其它可编程的数据 处理设备中，产生一系列在计算机或其它可编程设备上执行的操作步骤，以产 生计算机执行的过程，使得在计算机或其它可编程设备上执行的指令提供用于 执行在流程图方框中详细说明的功能的步骤。因此，方框图和瀬呈图的方框支微纟滩定功能的部件组合、执满定功 能的步骤组合以及执行特定功能的程序指令部件。也将ai ，方框图和流程图 中的每一方框以及方框图和流程图中的方框组合，可以由执行所述特定功能或 步骤的、特殊目的的基于硬件的计算机系统执行，或者由特殊目的的硬件和计 穀几指令的组合执行。在本专利技术的一种实施例中，为了鹏锻# 的微以使其重量较轻并改 进已制成的机^^牛的超声覆盖范围，在可行的时候改魏件的直径以匹配已 制成的机器形状。锻件直径的改变被称为一个台阶。锻件包封应当被设计成确 保台阶被定位成使得来自锻件后壁的大飾不延伸到已制成的机ti^牛中，该 大础可能有效地屏蔽来自缺陷的反射。本专利技术相对于现有技术的方法和系统的一^势在于该过程可以很容易自 动化。本专利技术使所皿程自动化的内在优,括减少人为误差的机会，所述人 为误差可能会弓胞锻件的某些区域未接穀促够的超声检査髓范围，并且可 能得不到重量最轻的锻件。而且，应用在本专利技术中的设计规则基于超声检测系 统的可容易测量的参数。本本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种改进已制成的机器零件（４０３）的超声检查的方法，该方法包括以下步骤：　　　　以围绕机器零件（４０３）锻件的直圆柱体形状构造锻件包封（４０１）；　　　　在锻造方向将大约等于超声检查设备波长的２倍的材料添加到该锻件包封（４０１）；　　　　如果不能在锻造方向上从两个相对的表面对该锻件进行超声检测，将等于换能器死区尺寸的额外材料添加到锻件包封（４０１）的检查表面，以及　　　　在垂直于锻造方向的方向将等于换能器占地面积加上突变边缘半径的额外材料添加到锻件包封（４０１）。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：RV法尔塞蒂，FA里德，R博格曼，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]