蜂窝夹心复合材料超声C扫移动小车设计

针对航空大型客机用大尺寸蜂窝夹心复合材料中蒙皮与蜂窝粘接质量情况的检测需求,结合国内外超声C扫系统的设计思路,利用模块块检测理念研制便携式超声C扫移动小车系统。该系统由三轴扫查器、运动控制器、信号采集卡、便携式超声探伤仪及上位机、电池及电源等组成,上位机PC通过正运动控制器读取42步进电机实时运动方向和坐标值驱动电机精确运动达到了超声波C扫描运动精度的基本要求,42步进电机带动轮轴作为单轴运动装置,轮轴运动的同时扫查轴进行信号采集完成超声波C扫描检测,小车滚轮由橡胶包裹可在蜂窝夹心复合材料板上直接运动,通过将大尺寸板材划分区域并标记即可完成100%覆盖检测,该方案解决了伺服电机体积大、尺寸大、造价高的问题,弥补了人工超声A扫检测数据无法储存和可能存在漏检的缺点,同时克服了传统超声C扫的设备不方便携带至现场检测的缺点。通过蜂窝夹心复合材料预制脱粘缺陷与实际产品的检测验证,结果表明,研制的移动小车检测系统可以有效识别2 mm×2 mm以上脱粘缺陷,本系统方案对于其他大尺寸复合材料超声波C扫检测具有广泛的应用推广价值。

小直径环形钎焊水浸超声C扫检测技术探讨

本文介绍了小直径环形钎焊件水浸超声C扫检测的影响因素、超声标准件的制作要求与方法、检测灵敏度的调节方法等,并使用金相检测对超声检测结果进行了验证,确认了该方法可靠,结果准确。

相控阵超声水浸C扫描自动检测系统的研制

采用常规超声水浸C扫描检测系统检测工件时,为了得到较好的检测精度,一般采用较小的扫描步距,检测效率低,同时换能器聚焦深度不能改变,灵活性差。为了提高超声水浸C扫描检测的检测速度、检测适用范围及灵活性,采用相控阵电子线性扫描及其成像算法,结合三自由度机械扫描架,研制了相控阵超声水浸C扫描检测软硬件系统。采用64阵元的相控阵超声换能器分别对铝合金平板、钛合金增材制造试样进行了检测试验,对检测系统的性能进行了初步验证。试验结果表明,所研制的系统相对于常规超声水浸C扫描系统的检测效率和检测能力均有较大提升。

基于模板的大型复杂曲面超声C扫方法

针对大型复杂曲面工件通常采用不完全定位安装,超声C扫查路径生成过程重复耗时的问题,提出了一种基于模板的扫查方法。该方法首先对第1个扫查工件表面进行采样,重构生成初始曲面模型,再通过仿形测量修正初始曲面模型,生成高精度CAD(computer aided design)模板。下一个扫描工件在合理获取少量测量点后,根据模板曲面的几何性质进行精确重定位,并利用模板快速生成该工件的扫查路径。仿真与实验结果表明,该方法可以快速地生成高精度扫查路径,大大缩短了非扫查准备时间,提高了检测效率。

基于LabVIEW的超声C扫成像系统设计

针对目前国内外超声C扫成像系统研发成本普遍较昂贵的现状,开发了一套新的超声C扫成像系统。系统上位机采用图形化编程语言Lab VIEW编写,配合超声发射接收卡及普通的单片机STC89C51,实现对三轴平台的灵活控制及超声回波信号的高效采集,提高了软件的灵活性,增强了软件的操作友好性,同时降低了成本。系统能满足承压设备板材、锻件及探头声场测试的要求。

超声C扫描用喷水系统设计及其检测稳定性

该文针对列车车体复合材料构件检测用超声C扫设备喷水系统的检测稳定性问题开展研究。基于喷水式超声耦合检测原理,设计了一种喇叭段+直管段的喷嘴,以使水流形成变径约束的层流,从而缩短喷嘴长度。结合实验分析了工艺参数对检测性能的影响。结果表明:喷嘴结构、耦合水流速、射水距离及检测方式等因素均对超声耦合稳定性及检测性能产生影响。试验结果可为喷水式耦合超声C扫技术在车体构件检测中的实际应用提供参考。

铝合金板材超声波C扫缺陷成像与探伤参数选择

对超声波水浸探伤自动化设备的工作原理、探伤方法、水浸探头及试样进行简要介绍;通过设置不同的分辨率值、步进距离、扫查速度等参数的试验,观察比较它们对超声波C扫缺陷成像检测效果的影响。

基于超声C扫的GH4738合金锻造温度对其组织的超声性能影响分析

快速测量与微观组织相关的超声特征参数是研究热锻工艺对高温合金微观组织影响,实现其微观组织超声无损评价的关键。本研究利用水浸超声检测系统,通过高效的超声C扫方式,实现了对不同锻造温度的GH4738高温合金组织的超声纵波声速和声衰减系数自动化测量,并分析了锻造温度对合金显微组织超声性能的影响。结果表明:声速、声衰减与锻造温度都具有较好的线性相关性,能够较为客观地反映材料的锻造温度对显微组织超声性能的影响。基于不同超声特征参数的C扫图像,有利于显示不同区域的材料组织差异性,为大批量的GH4738基材热处理组织的筛查以及热锻工艺的制定提供了辅助手段。

爆炸焊接复合板的超声C扫描成像

为了提高爆炸焊接复合板的焊接质量,需要了解工件焊层处两种金属的结合情况。分析了目前对复合板结合状态检验方法的局限性,研究了无损检测超声C扫描成像检测技术,确定了具体的工艺参数,实现了多种规格的爆炸焊接钛/钢复合板结合界面的清晰成像,以及对结合质量的清晰识别与准确评判。

磁吸附超声C扫测厚平台的结构设计与吸附力分析

基于大型金属罐体C扫测厚的需求,提出了一种吸附在金属罐体表面的超声C扫测厚平台设计方案,设计了平台壁面行走、扫查架和超声测厚模块,其中壁面行走模块的吸附和行走方式分别为永磁磁轮吸附和四轮移动方式。同时,建立平台在罐体表面的姿态模型,对磁轮半径及磁隙大小进行分析,确定了二者的理想取值。基于永磁体内孔直径及厚度对吸附力进行分析与优化,使磁轮在满足吸附力的要求下达到尺寸最小、质量最轻。

基于CNN的强噪声干扰下C扫成像检测方法

在C扫成像检测中,若A扫信号中含有与缺陷回波幅值相当的强噪声干扰,则闸门方法无法正确成像。针对这一问题,提出了一种新的卷积神经网络模型架构,对缺陷A扫信号进行识别,实现了强噪声下的C扫成像检测。网络架构中采用了残差模块,使得利用深层卷积神经网络提取更加抽象特征成为可能;同时在训练中采用了Focal Loss损失函数和联合准确率克服了训练集类别不平衡的影响,有效调高了分类准确率。实验结果表明,在强噪声干扰下,该方法的A扫信号分类识别准确率接近100%,较传统闸门方法提高了20%以上,实现了高质量、高精度的C扫成像。

GH4169G低压涡轮盘“脏白斑”水浸超声C扫检测分析

在加工过程中对某低压涡轮盘进行腐蚀检查,在盘径向距圆周45 mm处发现1块长条亮腐蚀区(尺寸约为12 mm×3 mm),经外观检查、金相分析和能谱分析,最终判定该表面腐蚀可见的浅腐蚀区域为贫Nb偏析产生的白斑,宏观尺寸和微观晶粒度均不符合标准要求。同时,白斑附近有碳化物聚集,其中夹杂少量Mg、Al氧化物。针对该情况,该文分析了腐蚀前该低压涡轮盘的超声检测结果,从理论上分析了“白斑”和“脏白斑”超声检测的可能性,并结合理论和实践探讨了GH4169/GH4169G水浸超声检测的主要工艺参数,对保证GH4169/GH4169G盘内部质量具有一定指导意义。

基于累加平均的超声C扫信号降噪方法研究

工件内部缺陷在其形成初期,尺寸较小,因此难以使用超声C扫描成像技术获得其高精度成像。本研究开展了基于累加平均技术的超声C扫信号降噪方法,探究累加平均次数对降噪效果的影响。为了验证该方法的有效性,对直径1mm平底孔缺陷的多次水浸超声C扫实验信号进行处理,研究结果表明:此方法能够提高回波信号的信噪比和超声C扫图像的成像效果。

奥氏体不锈钢涡流阵列C扫成像检测技术的仿真研究与应用

为了解探头设计参数对涡流阵列C扫成像效果的影响和涡流阵列C扫成像检测技术对奥氏体不锈钢材料典型缺陷定性能力,采用CIVA软件仿真方法建立奥氏体不锈钢试样上平底孔、刻槽试样的涡流阵列C扫模型,研究涡流阵列探头的设计参数如探头工作模式、线圈外径和阵列排数对涡流阵列C扫成像的影响,并通过试验分析了裂纹、圆形缺陷等典型表面开口缺陷的涡流阵列C扫成像特征。结果表明,对于涡流阵列探头,绝对发射-接收式工作模式对缺陷方向敏感,不利于涡流阵列C扫成像,而绝对桥式工作模式对缺陷不敏感,有利于涡流阵列C扫成像;涡流阵列探头的线圈外径越小,阵列排数越多,涡流阵列C扫成像的纵向分辨力越小,更有利于涡流阵列C扫成像;奥氏体不锈钢均匀表面对涡流阵列C扫成像技术干扰少,涡流阵列C扫成像技术能够反映表面开口缺陷形状特征,可在一定程度上对表面开口缺陷进行定性。

超声C扫检测系统灵敏度影响因素探讨

针对超声C扫检测系统可能出现的灵敏度波动,通过采用不同的扫查参数,利用对比试块进行检测试验。结果表明,超声C扫检测系统的灵敏度受工件表面加工质量、机械运动轴偏移量、探头入射角度、试块声程、距离波幅曲线、闸门设置等诸多因素影响。当灵敏度变化较大时,及时进行参数修正可在一定程度上减小误差,提高系统的检测灵敏度。

超声声定位C扫检测工艺管道腐蚀

介绍超声声定位C扫描成像在工艺管道腐蚀检测中的应用,并在超声声定位C扫描成像发现腐蚀区域进行射线检测,通过射线检测底片与超声声定位C扫描成像结果进行对比验证,最后采取现场实物解剖验证,从现场检测对比效果发现超声声定位C扫描成像是一种非常有效的管道腐蚀检测方法,根据超声声定位C扫描成像图谱非常容易判断腐蚀严重程度并发现检测结果与射线检测底片和解剖结果一致。

曲面工件超声自适应检测方法研究

对曲面工件进行超声检测时,受工件曲率影响,超声波在曲界面处反射偏转特性不规律,造成回波接收困难,增加了检测的实现难度。针对以上问题,结合超声测距和幅值最大原理,阐述了以机械臂为运动机构的曲面工件点云建模方法,分析点位间角度关系,提出了一种基于分段三次Hermite函数的声束姿态调整算法,并通过C扫结果验证了算法有效性。以曲面轴承试块为例,进行了缺陷定量实验,试块缺陷检出率100%,缺陷尺寸误差不大于5.86%。实验结果表明:该方法能够实现曲面工件高精度扫查,为实现曲面工件超声自动化检测提供了一种便捷有效的途径。

机械往复偏差对超声检测信号质量的影响分析及修正处理

针对自动超声检查过程中机械传动引起的超声C扫成像往复错位情况,本文从超声检测成像和机械扫查编码信号传输原理分析,总结超声C扫成像错位与机械往复偏差的影响规律,设计了机械往复错位自动识别算法,并对自动检测C扫成像进行修正。通过试验件扫查数据对比,从成像质量和图元错位情况验证了该方法的有效性。

相控阵检测在爆炸焊接金属复合板中的应用探究

相控阵检测技术是无损检测超声领域的新技术,将该技术应用到爆炸焊接金属复合板结合界面波纹特征的检测是一种新的尝试。介绍了相控阵检测技术的基本原理和技术特点,分析了爆炸焊接复合板界面超声波传播特点和相控阵C扫成像基本原理,并在多种材质的爆炸焊接金属复合板上进行试验性应用研究,结果发现相控阵扫查方向影响爆炸波纹的成像效果,通过相控阵检测技术,能够快速获取爆炸焊接复合板结合界面的爆炸波纹特征图像,并能够对波纹特征进行清晰识别与准确评判,有效辅助爆炸复合工艺的提升改进,提高爆炸焊接复合板产品质量,同时也实现了以无损检测方法评价爆炸焊接复合质量的新突破。

水浸式超声波探伤在大规格铝合金铸锭显微结构检测中的应用

利用超声波探伤可以有效识别组织缺陷,且能锁定缺陷位置,分析缺陷的危害,为缺陷材料的处理提供参考。传统接触式超声手工检测,在大规格铸锭的检测上存在效率低、可靠性差和判伤难等缺点。使用水浸式超声波检测设备对规格为490 mm×1600 mm×5800 mm的5083铝合金铸锭进行检测,从超声波C扫描图谱中发现该铸锭的整体噪声比超过100%。结合剖伤与理化分析确定该铸锭的缺陷类型为晶粒异常粗大,综合评估该超声波探伤结果及应用特点,对该铸锭进行了判废处理,为超声波探伤在检测大规格铝合金显微结构及缺陷中的应用提供了参考。