一种基于非线性超声电弧熔丝材料初始损伤的表征方法，属于电弧熔丝增材制造金属材料初始损伤无损检测技术领域。其包括以下步骤：S1、制备不同初始损伤程度的电弧熔丝增材制造试样；S2、搭建非线性超声检测系统；S3、对电弧熔丝增材制造材料初始损伤程度进行分级；S4、对电弧熔丝增材制造材料不同初始损伤程度进行检测，得到相对应的非线性响应系数。本发明专利技术能够准确地对影响材料质量的缺陷做了定量划分，通过建立非线性超声系数与缺陷的对应关系，提高了非线性超声对微小缺陷的灵敏度与精确度，能够有效地通过非线性超声评估电弧熔丝增材制造试样的质量。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电弧熔丝增材制造金属材料初始损伤无损检测，具体涉及一种基于非线性超声电弧熔丝材料初始损伤的表征方法。
技术介绍
1、电弧熔丝增材制造技术由于沉积速率高，设备成本低，便于生产几何形状相对复杂的零件。但是在实际操作中，由于电弧熔丝的本质是焊接，在打印形成的零部件会产生气孔、未熔融等微小缺陷，这些缺陷在使用过程中容易形成应力集中，会严重影响零件的质量，降低材料的安全性、稳定性和可靠性。
2、目前对于材料的损伤评估主要针对于传统的制造工艺下进行的，而对电弧熔丝增材制造下的初始损伤评估还未形成完备的检测方法，且由于电弧熔丝材料主要影响质量的为内部微小缺陷，需用非线性超声信号与其发生非线性响应，进而去对材料的性能以及缺陷、质量进行检测和表征。
技术实现思路
1、针对现有技术中存在的上述问题，本专利技术的目的在于提供一种基于非线性超声电弧熔丝材料初始损伤的表征方法，利用非线性响应效应对电弧熔丝增材制造材料的微缺陷进行检测以及对初始损伤进行评估。
2、本专利技术提供如下技术方案：一种基于非线性超声电弧熔丝材料初始损伤的表征方法，包括以下步骤：
3、s1、制备不同初始损伤程度的电弧熔丝增材制造试样；
4、s2、搭建非线性超声检测系统；
5、s3、对电弧熔丝增材制造材料初始损伤程度进行分级；
6、s4、通过搭建的非线性超声检测系统对电弧熔丝增材制造材料不同初始损伤程度进行检测，得到相对应的非线性响应系数；
>7、s5、根据建立的材料的不同初始损伤程度与相对应的非线性响应系数建立表征关系，完成非线性超声电弧熔丝材料初始损伤的表征。8、进一步的，所述步骤s1的具体过程如下：
9、在其他工艺相同的情况下，采取不同扫描速率进行单道多层焊接成形制备不同初始损伤的试样，从堆叠的成型件中取金相试样，对金相试样应用金相法来获取表面形态，测得其内部的缺陷数量及孔隙率；进而测得在同一高度下取得标准试样相对应的缺陷参数；并通过微观测得到的数据平均计算得到对应扫描速率下标准试样的孔隙率。
10、进一步的，所述步骤s2中，搭建的非线性超声检测系统包括检测平台、计算机、示波器、斜激发探头/接收探头以及带有角度的楔块；所述检测平台包括电磁超声检测平台、阻抗匹配、固定衰减器、低通/带通滤波器，以及前置放大器。
11、进一步的，所述步骤s3中，以内部孔洞缺陷走位增材制造材料的初始损伤程度的表征，依据国家标准，对内部孔洞缺陷采用d类评定，不同缺陷数据范围对应不同初始损伤等级。
12、进一步的，所述步骤s4中，非线性超声检测系统电弧熔丝增材制造材料不同初始损伤程度进行检测时，接收到相对应的时域信号，对时域信号进行傅里叶变换之后得到频域信号，提取频域信号中的基频幅值和二倍频幅值，通过计算得到相对应的非线性响应系数。
13、通过采用上述技术，与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：
14、本专利技术通过对不同扫描速率下得到的不同初始损伤试样进行同种条件下非线性超声检测；对电弧熔丝增材制造材料初始损伤进行具体分级，根据微小缺陷不同数量以及孔隙率，更加准确地对影响材料质量的缺陷做了定量划分；建立非线性超声系数与缺陷的对应关系，提高了非线性超声对微小缺陷的灵敏度与精确度，能够有效地通过非线性超声评估电弧熔丝增材制造试样的质量。
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【技术保护点】
1.一种基于非线性超声电弧熔丝材料初始损伤的表征方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于非线性超声电弧熔丝材料初始损伤的表征方法，其特征在于，所述步骤S1的具体过程如下：
3.根据权利要求1所述的一种基于非线性超声电弧熔丝材料初始损伤的表征方法，其特征在于，所述步骤S2中，搭建的非线性超声检测系统包括检测平台、计算机、示波器、斜激发探头/接收探头以及带有角度的楔块；所述检测平台包括电磁超声检测平台、阻抗匹配、固定衰减器、低通/带通滤波器，以及前置放大器。
4.根据权利要求1所述的一种基于非线性超声电弧熔丝材料初始损伤的表征方法，其特征在于，所述步骤S3中，以内部孔洞缺陷走位增材制造材料的初始损伤程度的表征，依据国家标准，对内部孔洞缺陷采用D类评定，不同缺陷数据范围对应不同初始损伤等级。
5.根据权利要求1所述的一种基于非线性超声电弧熔丝材料初始损伤的表征方法，其特征在于，所述步骤S4中，非线性超声检测系统电弧熔丝增材制造材料不同初始损伤程度进行检测时，接收到相对应的时域信号，对时域信号进行傅里叶变换之后得到频域信号，提取频域信号中的基频幅值和二倍频幅值，通过计算得到相对应的非线性响应系数。
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【技术特征摘要】
1.一种基于非线性超声电弧熔丝材料初始损伤的表征方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于非线性超声电弧熔丝材料初始损伤的表征方法，其特征在于，所述步骤s1的具体过程如下：
3.根据权利要求1所述的一种基于非线性超声电弧熔丝材料初始损伤的表征方法，其特征在于，所述步骤s2中，搭建的非线性超声检测系统包括检测平台、计算机、示波器、斜激发探头/接收探头以及带有角度的楔块；所述检测平台包括电磁超声检测平台、阻抗匹配、固定衰减器、低通/带通滤波器，以及前置放大器。
4.根据权利要求1...
【专利技术属性】
技术研发人员：宗志远，王鹏飞，李卓宇，王邦杰，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：
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