一种角焊缝内部缺陷自身高度的测量方法技术

本发明专利技术涉及一种角焊缝内部缺陷自身高度的测量方法，属于无损检测领域，在楔块上安装两并列式探头，两支探头分别用信号线连接A型超声检测仪的发射端口和接收端口；A型超声检测仪设定为深度显示，校准仪器；利用A型超声检测仪对工件进行检测，在所得缺陷回波信号中找到前沿信号的波峰位置，即确定了缺陷上沿的衍射信号；同样找到缺陷回波信号中后沿信号的波谷位置，即确定了缺陷下沿的衍射信号；读出缺陷上沿衍射信号的波前深度值m、缺陷上沿衍射信号第一个波峰的深度值n、缺陷下沿衍射信号末端第一个波峰深度值p，并计算出缺陷自身高度；本发明专利技术旨在解决现有TOFD检测技术适合平板对接焊缝检测，但不能适用角焊缝的检测。但不能适用角焊缝的检测。但不能适用角焊缝的检测。

【技术实现步骤摘要】
一种角焊缝内部缺陷自身高度的测量方法


[0001]本专利技术涉及无损检测
，具体涉及一种角焊缝内部缺陷自身高度的测量方法。

技术介绍

[0002]角焊缝指的是沿两直交或近直交零件的交线所焊接的焊缝。角焊缝是一种常见的焊接结构，这种结构一般应力较为集中因此要求有较大的承载力，必须保证焊接质量。焊接效果评定中缺陷自身高度的确定对安全性能评定尤为重要。
[0003]目前，无损检测
有关缺陷高度测量方法中较为成熟的即为TOFD检测技术，TOFD检测技术是一种依靠从待检工件内部缺陷（结构）得到衍射信号，来实现缺陷检测和缺陷定量的方法。TOFD检测技术具有检测设备操作方便，平板对接焊缝检测方便，缺陷定量精度高度优点。但TOFD检测技术的局限性在于图像识别和判读比较难，数据分析需要丰富的经验，复杂结合形状的工件检测比较困难，不能适用角焊缝的检测，更无法进行角焊缝内部缺陷自身高度测量。
[0004]现有技术中，申请号为201611200865.8的中国专利技术专利申请公布了一种未焊透焊缝的超声波检测方法，其针对的目标对象是未焊透的焊缝，即非全熔透焊接焊缝，其是在TOFD检测的基础上进行的改进，使用TOFD检测设备、TOFD检测探头、TOFD的一起设置方法等，并增加了上部爬波检测和根部横波检测，TOFD扫描中部，横波扫描根部，爬波扫描表面，解决的是现有TOFD检测技术检测过程存在上下表面盲区、不能全覆盖检测的问题。但是，现有TOFD检测技术仍未能实现对角焊缝的检测，更未有对角焊缝高度测量方法的技术方案。而现有的TOFD检测仅适合平板对接焊缝检测方便，但对复杂结合形状的工件检测比较困难，因此采用现有TOFD检测根本无法实现角焊缝的检测。本领域中全聚焦相控阵技术可以进行角焊缝的测量，但是工艺太复杂，而且测量精度也是在1mm左右。

技术实现思路

[0005]本专利技术针对现有技术中所存在的上述问题提供了一种角焊缝内部缺陷自身高度的测量方法，其要解决技术问题在于：现有的TOFD检测技术适合平板对接焊缝检测，但对复杂结合形状的工件检测比较困难，不能适用角焊缝的检测，且本方法步骤简单，可操作性强。
[0006]本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种角焊缝内部缺陷自身高度的测量方法，其特征在于，包括如下步骤：在楔块上安装两并列式探头，两支探头分别用信号线连接A型超声检测仪的发射（T）端口和接收（R）端口；其中，两探头为纵波直探头，利用探头晶片尺寸相同的情况下，纵波扩散角更多，在检测中能够覆盖更大的检测区域，尤其是能够减小表面盲区；两探头并联是由于为实现角焊缝的检测，只能选择将探头放在焊缝的同一侧；检测中根据检测工件的厚度合理确定
主声束的角度和聚焦位置，通过选择不同角度来选择探头楔块实现不同深度的聚焦；A型超声检测仪设定为深度显示，校准仪器；利用A型超声检测仪对工件进行检测，在所得缺陷回波信号中找到前沿信号的波峰位置，即确定了缺陷上沿的衍射信号，同样找到缺陷回波信号中后沿信号的波谷位置，即确定了缺陷下沿的衍射信号；读出缺陷上沿衍射信号的波前深度值m、缺陷上沿衍射信号第一个波峰的深度值n、缺陷下沿衍射信号末端第一个波峰深度值p；则波长=4*｜m
‑
n｜，计算缺陷自身高度h=｜n
‑
p｜
‑
2*｜m
‑
n｜。
[0007]进一步的，所述楔块采用有机玻璃楔块。
[0008]进一步的，两探头在楔块中的安装角度根据检测工件的厚度设定为预设角度，探头的设定角度和安装角度根据待检测工件和参考TOFD检测标准确定。更进一步的，该角度范围在45
°‑
70
°
。
[0009]进一步的，两探头之间设有用于避免声波在楔块内形成回波的介质。
[0010]进一步的，所述的A型超声检测仪器的工作方式设为一发一收模式，频带宽度选择为窄带，检波方式选择为射频模式，探头调整为纵波斜探头。
[0011]进一步的，校准仪器过程中，探头入射点、声速及探头折射角度采用CSK
‑
1A试块测定：采用CSK
‑
1A试块前端R50和R100圆弧位置测定探头入射点及声速，在CSK
‑
1A试块后端50mm圆孔位置测定探头折射角度。
[0012]进一步的，设备延时设定为探头入射点至角焊缝中心线距离的两倍与材料声速的比值，检测范围设定为工件全厚度检测时间减去延时时间。
[0013]进一步的，对工件进行检测之前检测灵敏度，测量灵敏度的确定采用CSK
‑
IIA系列试块进行，根据检测工件的厚度选择相应的试块。
[0014]进一步的，根据角焊缝内缺陷的深度选择CSK
‑
IIA系列试块中与缺陷深度最接近的横孔，找到横孔的最高反射回波，调整至设备满屏幅度的80%高度，增益6dB至10dB。
[0015]本专利技术的有益效果是：通过纵波直探头的并联和选用不同的探头楔块实现不同深度的聚焦，探头并联是为实现对角焊缝的单侧检测（角焊缝只能将两个探头放置在焊缝的同一侧），实现检测过程中的一发一收功能，从而减少探头近场盲区，减少干扰信号；从A型超声检测设备中直接读出缺陷最浅位置和最深位置的深度数值差，从而直接得到被测缺陷的自身高度值。该方法既有TOFD检测技术测量精度高的优点，还克服了TOFD技术不能在角焊缝上应用的缺点，而且不需要专用设备、试块及探头，采用普通A型超声波检测设备和探头操作更加简便，且适用于复杂结构工件的检测。
附图说明
[0016]图1是本专利技术并列探头聚交楔块的结构示意图；图2是本专利技术楔块的三视图；图3是本专利技术延时及检测范围原理示意图；图4是本专利技术缺陷回波信号示意图；图中：1.楔块，2.探头。
具体实施方式
[0017]下面对本专利技术的原理和特征进行描述，所举实施例只用于解释本专利技术，并非用于限定本专利技术的范围。
[0018]本实施例的测量方法步骤如下：（1）探头楔块的制作、安装及探头与A型超声检测设备的连接楔块1采用有机玻璃制作，加工成两探头2并列式，楔块中探头安装的角度根据检测工件的厚度确定，角度由45
°
至70
°
不等。检测工件厚度较大时选择角度较小楔块，检测工件厚度较小时选择大角度楔块。两个并列探头之间设吸声材料，避免声波在楔块内形成回波，将普通直探头安装在楔块上，两支探头分别用信号线连接A型超声波检测设备的发射（T）和接收（R）端口。
[0019]（2）A型超声检测仪器的设置及深度测量的校准首先，将A型超声检测仪器的工作方式选择为一发一收模式，频带宽度选择为窄带，检波方式选择为射频模式，探头调整为纵波斜探头。
[0020]采用CSK
‑
1A试块前端R50和R100圆弧位置测定探头入射点及声速。在CSK
‑
1A试块后端50mm圆孔位置测定探头折射角度。将A型超声检测仪器设定为深度显示，设备延时设定为探头入本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种角焊缝内部缺陷自身高度的测量方法，其特征在于，包括如下步骤：在楔块上安装两并列式探头，两支探头分别用信号线连接A型超声检测仪的发射（T）端口和接收（R）端口；A型超声检测仪设定为深度显示，校准仪器；利用A型超声检测仪对工件进行检测，在所得缺陷回波信号中找到前沿信号的波峰位置，即确定了缺陷上沿的衍射信号；同样找到缺陷回波信号中后沿信号的波谷位置，即确定了缺陷下沿的衍射信号；读出缺陷上沿衍射信号的波前深度值m、缺陷上沿衍射信号第一个波峰的深度值n、缺陷下沿衍射信号末端第一个波峰深度值p；计算缺陷自身高度h=｜n
‑
p｜
‑
2*｜m
‑
n｜。2.根据权利要求1所述的角焊缝内部缺陷自身高度的测量方法，其特征在于，所述楔块采用有机玻璃楔块。3.根据权利要求1所述的角焊缝内部缺陷自身高度的测量方法，其特征在于，两探头在楔块中的安装角度根据检测工件的厚度设定为预设角度。4.根据权利要求3所述的角焊缝内部缺陷自身高度的测量方法，其特征在于，该角度范围在45
°‑
70
°
。5.根据权利要求1或4所述的角焊缝内部缺陷自身高度的测量方法，其特征在于，两探头之间设有用于避免声波在楔块内形成回波的介质。6.根据权利要求1所述的角焊缝...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟倩倩，边永丰，王广星，张小锋，韩秀君，张习习，田忠，鹿曼曼，刘海波，
申请(专利权)人：山东瑞祥模具有限公司，
类型：发明
国别省市：