一种焊缝缺陷的端部的位置检测方法技术

本发明专利技术公开了一种焊缝缺陷的端部的位置检测方法，通过获取焊缝结构在母材上的位置，在埋藏有焊缝缺陷的焊缝的两侧分别设置一个超声波探头，其中一个超声波探头发射超声TOFD法A扫描信号，另一个超声波探头接收超声TOFD法A扫描信号，获取第一次超声TOFD法A扫描信号的传播时间和传播速度，随后改变其中一个超声波探头的位置，获取第二次超声TOFD法A扫描信号的传播时间，并建立方程组，最后计算得出焊缝缺陷的端部在焊缝结构中的埋藏深度，以及焊缝缺陷的端部至焊缝中垂面的横向偏移距离。本发明专利技术实现了对焊缝缺陷的端部在焊缝结构中的埋藏深度，以及焊缝缺陷的端部至焊缝中垂面的横向偏移距离的有效获取，为预测焊缝结构剩余寿命提供了可靠的数据。寿命提供了可靠的数据。寿命提供了可靠的数据。

【技术实现步骤摘要】
一种焊缝缺陷的端部的位置检测方法


[0001]本专利技术属于超声TOFD焊缝缺陷定位的
，具体地说，涉及一种焊缝缺陷的端部的位置检测方法。

技术介绍

[0002]超声TOFD法(Time of Flight Diffraction，超声衍射时差法)是基于接收焊缝缺陷的端部的衍射信号，对焊缝缺陷进行检测的方法，具有检测精度高、灵敏度高、效率高及实时成像等优点，其在熔焊焊缝缺陷的定位检测中得到了广泛应用。
[0003]为了准确预测带有焊缝缺陷的焊缝结构的剩余使用寿命，必须获得焊缝缺陷的端部在焊缝结构中的埋藏深度，以及焊缝缺陷的端部至焊缝中垂面的横向偏移距离。现有技术中，超声TOFD法D扫描无法测出焊缝结构截面中焊缝缺陷的端部至焊缝中垂面的距离，同时，在超声TOFD法D扫描结果中对焊缝缺陷的埋藏深度的测量是基于焊缝缺陷在焊缝中心的假设，因此存在必然的误差；此外，使用超声TOFD法B扫描的方法，在实际焊缝缺陷的检测过程中，由于焊缝余高的存在，特别是当焊缝结构存在大尺寸焊缝余高时，其阻碍了超声TOFD法B扫描检测，超声探头无法越过焊缝结构，使得该种检测方式无法有效实施，因此，在有焊缝余高存在的条件下，超声TOFD法B扫描检测不具可达性，进而无法通过该方法有效获取在焊缝结构中焊缝缺陷的端部至焊缝中垂面的横向偏移距离，以及焊缝缺陷的端部在焊缝结构中的埋藏深度，从而不能为焊缝结构剩余寿命的预测提供可靠的数据。
[0004]有鉴于此特提出本专利技术。

技术实现思路

[0005]本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种焊缝缺陷的端部的位置检测方法，通过在焊缝结构的两侧分别设置一个超声波探头，进行第一次超声TOFD法A扫描检测后，固定其中一个超声波探头，另一个超声波探头沿焊缝结构两侧的超声波探头的连线方向移动至预设点，再进行第二次超声TOFD法A扫描检测，建立方程组，经过计算得出焊缝缺陷的端部在焊缝结构中的埋藏深度以及焊缝缺陷的端部至焊缝中垂面的横向偏移距离，为预测焊缝结构的剩余寿命提供了可靠的数据。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术采用技术方案的基本构思是：一种焊缝缺陷的端部的位置检测方法，包括如下步骤：
[0007]S1：获取焊缝结构在母材上的位置；
[0008]S2：获取超声波探头相对于焊缝结构的位置；
[0009]S3：获取超声波探头发出超声TOFD法A扫描信号检测焊缝结构中焊缝缺陷的端部的位置时的传播时间和传播速度；
[0010]S4：建立方程组；
[0011]S5：计算得出焊缝缺陷的端部在焊缝结构中的位置。
[0012]进一步地，步骤S5中，计算得出焊缝缺陷的端部在焊缝结构中的位置，包括：
[0013]计算得出焊缝缺陷的端部在焊缝结构中的埋藏深度d；
[0014]计算得出焊缝缺陷的端部至焊缝中垂面的横向偏移距离x。
[0015]进一步地，步骤S2中，获取超声波探头相对于焊缝结构的位置，包括：
[0016]获取设置在焊缝结构一侧的超声波探头与焊缝中垂面的距离S1；
[0017]获取设置在焊缝结构另一侧的超声波探头与焊缝中垂面的距离S2。
[0018]进一步地，步骤S3中，获取超声波探头发出超声TOFD法A扫描信号检测焊缝结构中焊缝缺陷的端部的位置时的传播时间和传播速度，包括：
[0019]超声波探头进行第一次超声TOFD法A扫描，获取第一次超声TOFD法A扫描信号的传播时间t1；
[0020]根据焊缝结构的材料性质，获取超声TOFD法A扫描信号在焊缝结构中的传播速度v。
[0021]进一步地，第一次超声TOFD法A扫描完成后，保持焊缝结构其中一侧的超声波探头位置不变，将另一个超声波探头沿焊缝结构两侧的超声波探头的连线方向移动至预设点，获取预设点与焊缝中垂面的距离S3。
[0022]进一步地，超声波探头进行第二次超声TOFD法A扫描，获取第二次超声TOFD法A扫描信号的传播时间t2。
[0023]进一步地，所述预设点设于母材外表面的边缘与焊缝结构之间。
[0024]进一步地，步骤S4中，所述方程组包括第一方程组：
[0025]R1+R2＝vt1ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)；
[0026]R1+R3＝vt2ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)；
[0027][0028][0029]其中R1为超声波探头至焊缝缺陷的端部的距离；R2为另一个超声波探头至焊缝缺陷的端部的距离；R3为预设点至焊缝缺陷的端部的距离。
[0030]进一步地，步骤S4中，所述方程组还包括第二方程组：
[0031]R3‑
R2＝vt2‑
vt1ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(5)；
[0032][0033][0034]进一步地，根据第一方程组获得焊缝缺陷的端部在焊缝结构中的埋藏深度d：
[0035][0036]根据第二方程组获得焊缝缺陷的端部至焊缝中垂面的横向偏移距离x：
[0037][0038]采用上述技术方案后，本专利技术与现有技术相比具有以下有益效果：
[0039]1.本专利技术提供一种焊缝缺陷的端部的位置检测方法，通过在焊缝结构的两侧分别
设置一个超声波探头，第一次超声TOFD法A扫描检测后，保持其中一个超声波探头的位置不变，另一个超声波探头沿焊缝结构两侧的超声波探头的连线方向移动至预设点，进行第二次超声TOFD法A扫描检测，建立方程组，经过计算得出焊缝缺陷的端部在焊缝结构中的埋藏深度，以及焊缝缺陷的端部至焊缝中垂面的横向偏移距离，为预测焊缝结构的剩余寿命提供了可靠的数据。
[0040]2.本专利技术提供的一种焊缝缺陷的端部的位置检测方法，通过两次超声TOFD法A扫描检测，并建立方程组，计算得到焊缝缺陷的端部在焊缝结构中的埋藏深度，以及焊缝缺陷的端部至焊缝中垂面的横向偏移距离，避免了超声TOFD法B扫描检测无法越过焊缝余高的情况，也避免了超声TOFD法D扫描检测无法给出焊缝缺陷的端部至焊缝中垂面的横向偏移距离，以及超声TOFD法D扫描检测焊缝缺陷的埋藏深度时，假设焊缝缺陷位于焊缝中垂面而产生的误差。
[0041]3.本专利技术在常规超声TOFD法的基础上，通过移动一次超声波探头，获得两组超声TOFD法A扫描检测数据，在移动超声波探头时，可以选择移动两个超声波探头中的任意一个，且根据实际情况，移动方向可以选择靠近焊缝结构，也可以选择远离焊缝结构，操作较为灵活。
[0042]4.本专利技术的超声波探头只接收超声TOFD法A扫描信号在焊缝缺陷的端部产生的衍射信号，进而确定超声TOFD法A扫描信号在焊缝结构中的传播时间，不受反射信号等其他干扰信号的影响。
[0043]5.本专利技术操作简单，测量精确度较高，误差较小，可以广泛应用于超声TOFD焊缝缺陷检测及焊缝缺陷的端部的准确定位。
[0044]下面结合附本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种焊缝缺陷的端部的位置检测方法，其特征在于，包括：S1：获取焊缝结构在母材上的位置；S2：获取超声波探头相对于焊缝结构的位置；S3：获取超声波探头发出超声TOFD法A扫描信号检测焊缝结构中焊缝缺陷的端部的位置时的传播时间和传播速度；S4：建立方程组；S5：计算得出焊缝缺陷的端部在焊缝结构中的位置。2.根据权利要求1所述的一种焊缝缺陷的端部的位置检测方法，其特征在于，步骤S5中，计算得出焊缝缺陷的端部在焊缝结构中的位置，包括：计算得出焊缝缺陷的端部在焊缝结构中的埋藏深度d；计算得出焊缝缺陷的端部至焊缝中垂面的横向偏移距离x。3.根据权利要求2所述的一种焊缝缺陷的端部的位置检测方法，其特征在于，步骤S2中，获取超声波探头相对于焊缝结构的位置，包括：获取设置在焊缝结构一侧的超声波探头与焊缝中垂面的距离S1；获取设置在焊缝结构另一侧的超声波探头与焊缝中垂面的距离S2。4.根据权利要求3所述的一种焊缝缺陷的端部的位置检测方法，其特征在于，步骤S3中，获取超声波探头发出超声TOFD法A扫描信号检测焊缝结构中焊缝缺陷的端部的位置时的传播时间和传播速度，包括：超声波探头进行第一次超声TOFD法A扫描，获取第一次超声TOFD法A扫描信号的传播时间t1；根据焊缝结构的材料性质，获取超声TOFD法A扫描信号在焊缝结构中的传播速度v。5.根据权利要求4所述的一种焊缝缺陷的端部的位置检测方法，其特征在于，第一次超声TOFD法A扫描完成后，保持焊缝结构其中一侧的超声波...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜鸿鹏，张泽勇，宋洪杰，王泽文，孙鹏，葛欢欢，王勇，刘彬，
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：