电弧增材制造金属多晶结构建模及激光超声检测仿真研究

电弧增材制造金属内部晶粒组织不均、呈叠层分布。为探究该特性对超声波传播的影响,制备了多层多道电弧增材金属试样,采用金相分析获得试样各区域的晶粒尺寸和分布。提出了一种以晶粒尺寸和晶粒取向分布为特征的叠层多晶结构整体建模方法,建立了电弧增材金属激光超声有限元仿真模型,并开展了激光超声检测实验,获得了实际激光超声纵波信号,仿真结果与实验结果基本吻合。该研究为叠层各向异性多晶材料建模以及揭示电弧增材制造材料中超声传播规律提供了理论和方法指导。

电弧增材制造金属多晶结构建模及超声检测仿真研究

电弧增材制造金属内部晶粒组织不均、具有分层的特点,制造过程中可能产生气孔、微裂纹、夹杂、分层等宏观缺陷。制备了JQMG70S-6焊材的电弧增材金属试块,采用金相显微分析获得电弧增材制造金属各区域的晶粒尺寸和分布,结合多晶体取向与弹性特性之间的对应关系,提出了一种多晶结构整体建模方法。建立了电弧增材制造金属多晶结构中超声传播仿真模型,研究了超声在电弧增材制造多晶结构中的传播、散射效应,分析了多晶结构对缺陷检测信号衰减系数和信噪比的影响规律,开展了电弧增材制造金属超声检测实验,获得了实际超声检测信号,仿真结果与实验结果基本吻合。本研究为揭示电弧增材制造金属多晶结构对超声传播和缺陷检测的影响规律提供了方法指导。