铜钢熔敷焊焊接接头自动超声C扫检测系统研究

摘要

本课题主要研究了铜钢感应熔敷焊焊接接头的超声检测技术。设计了水浸聚焦自动超声C扫检测系统，采用的水浸法探头不与工件表面直接接触，明显提升了耦合效果，该自动化检测设备大大降低了人为因素对超声检测的影响，提升了产品的竞争力。
　　设计了超声C扫自动检测系统硬件结构，根据检测系统稳定性、检测精度的要求，合理的选择了检测系统的硬件参数，采用差分法控制信号，提高了控制系统的精度。检测传动装夹机械系统，主要包括探头的传动装置、工件旋转装置、耦合剂的传输装置三个模块。采用滚珠丝杠传递探头X、Y轴的运动，工件的旋转控制由同步带的传输实现。
　　设计了超声C扫系统软件，该软件包括运动控制、超声C扫检测参数设置和自动分析检测结果输出模块。该软件能精确控制超声C扫路径，超声缺陷识别软件能合理的输入超声检测工艺参数，并对缺陷性质、位置和大小进行分析。
　　深入研究了超声源和超声耦合通道，采用屏蔽、接地、设计共模噪声消除电路等多种措施降低了系统噪声，通过设置闸门位置、水距和超声探伤仪参数等软件参数，降低了动态检测过程中草状波的干扰。试验结果表明:A扫显示噪声干扰的强度比采取降噪措施之前下降8dB-10dB,明显的提高了系统的信噪比。
　　制备了人工缺陷标准样块。分析了探头参数、探伤仪参数、扫描运动参数、材料自身特性等因素对检测的影响，制定了对比试块的超声检测工艺。通过检验获得了本系统的检测精度可达到1mm。
　　使用该系统对轧制前后200件铜钢熔敷焊焊接产品进行检测。研究了被检工件晶粒尺寸对超声衰减的影响，发现了超声的衰减随着工件晶粒尺寸增加而增加的规律。获得了本系统检测工件晶粒尺寸的极值为0.6mm。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 选题意义

1．2 无损探伤技术国内外研究现状

1．3 超声探伤技术国内外研究现状

1．4 自动超声C扫技术国内外发展现状

1．4．1 超声检测自动化技术的发展现状

1．4．2 超声检测图像处理技术的发展现状

1．4．3 超声检测缺陷性质分析的发展现状

1．5 本课题研究内容

2 铜钢熔敷焊焊接接头自动超声C扫系统研究方案

2．1 水浸聚焦检测原理

2．2 自动超声C扫系统整体设计

2．3 自动超声C扫检测设备

2．4 超声C扫图像显示原理

2．5 铜钢熔敷焊焊接工艺特点及缺陷判定依据

3 自动超声C扫检测控制系统研究

3．1 自动超声C扫检测传动装夹机械系统

3．1．1 探头的传动装置设计

3．1．2 工件旋转及加紧的机械机构设计

3．1．3 耦合剂的传输装置设计

3．2 自动超声C扫检测工作路径控制系统

3．2．1 检测工作路径控制电路

3．2．2 限位保护电路

3．2．3 急停保护电路

3．3 检测控制系统对干扰噪声处理

3．3．1 检测控制系统的噪声源及传播途径分析

3．3．2 噪声滤波电路设计

3．3．3 噪声接受点屏蔽接地

4 铜钢熔敷焊接接头自动超声C扫系统稳定性研究

4．1 铜钢熔敷焊接接头自动超声C扫系统稳定性的影响因素

4．1．1 自动超声C扫系统软件参数对稳定性影响

4．1．2 自动超声C扫系统检测扫查参数对系统稳定性影响

4．2 铜钢熔敷焊焊接接头人工缺陷样本制备

4．2．1 人工缺陷制备的意义及要求

4．2．2 人工缺陷制备的方法及尺寸

4．3 自动超声C扫系统稳定性论证

4．3．1 铜钢熔敷焊焊接接头对比试块检测工艺

4．3．2 自动超声C扫系统稳定性论证结果及分析

5 铜钢熔敷焊典型焊接接头自动超声C扫工艺试验

5．1 铜钢熔敷焊典型焊接接头检测工艺研究

5．1．1 铜钢熔敷焊典型焊接接头超声检测特点

5．1．2 铜钢熔敷焊典型焊接接头检测工艺制定

5．2 铜钢熔敷焊焊接接头典型缺陷超声检测结果及分析

5．2．1 铜钢熔敷焊焊接接头典型缺陷制备

5．2．2 铜钢熔敷焊焊接接头典型缺陷超声检测结果及分析

5．3 铜钢熔敷焊焊接接头超声检测结果及分析

5．3．1 轧制前铜钢熔敷焊焊接接头超声检测结果

5．3．2 轧制后铜钢熔敷焊焊接接头超声检测结果

5．4 铜钢熔敷焊焊接接头金相分析

5．4．1 轧制前后铜钢熔敷焊接接头金相分析

5．4．2 材料微观组织对超声衰减的影响

结论

致谢

参考文献