铝合金薄板焊缝根部缺陷高阶半跨模式波定量检测

铝合金薄板焊接时会产生接近垂直的根部缺陷,且表面余高制约超声检测探头与楔块布置。结合常规半跨模式波的全聚焦方法有助于实现根部垂直缺陷轮廓表征与定量,但受余高影响,相控阵探头声场仍难以有效覆盖焊缝区域。该文考虑了薄板内的超声波多次反射,提出利用声束路径更长、声场覆盖范围更广的高阶半跨模式波进行缺陷轮廓重建。对存在和不存在余高的厚度6.0 mm铝合金板中端点深度3.0 mm、高度3.0 mm的根部裂纹,采用32阵元、中心频率5 MHz相控阵探头配合55◦横波楔块实施全矩阵捕捉和高阶半跨模式波成像。仿真和实验结果表明,缺陷轮廓可以被完整呈现,且缺陷高度定量相对误差均不超过5.0%。此外,需依据板材厚度合理选择半跨模式波阶数,板厚越薄,适用的半跨模式波阶数越高。

基于半跨模式波的铝合金板底面缺陷TOFD检测

采用超声衍射时差法(TOFD)检测铝合金板底面缺陷时,受直通波脉冲宽度影响存在近表面盲区。提出了TOFD半跨模式波法进行盲区抑制,利用一次底面反射波在缺陷端点处衍射波的特征及其在B扫查图像中的对称性推导底面缺陷定深公式。仿真和实验结果表明,对于厚度为7.0 mm的铝合金板,在探头中心距为40 mm、中心频率为10 MHz的检测条件下TOFD半跨模式波法能将近表面盲区抑制64%以上,且深度不小于2.0 mm底面缺陷的定位误差不超过6.32%。与模式转换波及TOFD‐W波相比,半跨模式波不会与底波混叠且离直通波较近,在铝合金板底面缺陷检测中适用性较强。