薄钢板点焊接头超声信号分析

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1、第!"卷#第$$期焊接学报789:!"###*8:$$!%%&年$$月’()*+),’-.*+./’01,0-*)2134-*5-*+’-’6’-.**8;<=>

2、表面压痕深度及熔核直径。对比沿焊核直径@扫描图像与横截面的金相图像，两者吻合较好，证实了检测结果的准确性。关键词：超声检测；水浸聚焦；电阻点焊中图分类号：’5$$&:!AB&##文献标识码：)##文章编号：%!&CDC"%E（!%%&）$$D$%$D%&赵新玉%#序##言聚焦探头对点焊试件进行水浸扫描，具体方法及回电阻点焊作为一种高效、廉价且机械化和自动波信号示意图见图$。检测时，试样水平放置，通过化程度较高的连接技术，在工业中得到了广泛的应计算设定合适水程，使焦点聚在搭接接头的结合面用。点焊的无损检测技术可以有效地提高和稳定焊上，聚焦探头在工件

3、中焦柱长度为!:G==，焦点直点的质量，节约生产成本，因而成为无损检测领域的径为%:G!==。［$］研究热点问题。虽然电导性检测、热导性检测、红外线检测、E射线检测和涡流检测等方法可对点焊接头进行检测，但是难以可靠地检测出缺陷及焊核尺寸等信息。超声脉冲回波法是最常用的点焊无损检测方法。这种方法通过分析)扫描回波信号，可以定性地评价完好接头与虚焊接头，回波信号易于自动分类识别。但是单一的)扫描回波信号无［!FG］法定量检测熔核尺寸及压痕深度等信息。采用聚焦探头多次回波法进行,扫描可以检测出焊核［&，"］尺寸及缺陷大小，但扫描时间较长，且目前对检图!

4、"原理示意图测结果的处理与评价方法还有待于进一步完善。作#$%&!"’()*+,-$(./*01*2$+*3-,4+*-).5者采用水浸聚焦探头直入射法分析了镀锌薄钢板点焊接头缺陷信号的特征，探讨了沿焊核直径@扫描!#点焊主要缺陷及其信号特征评价焊点质量方法的可行性。点焊接头的主要质量问题是虚焊。由于焊接工$#试件的制备及试验方法艺参数不合理或分流引起电流密度降低等原因使得工件获得的热输入量不足，两板间金属只有少部分试验材料为镀锌钢板，板厚为%:H==。通过控熔化，结晶时表面镀层不能充分扩散到周围区域而制焊接工艺参数（通过增加焊接电流或焊接时间来

5、在熔合线附近析出，两板并非完全冶金结合，抗剪强增大焊接热输入量），制备出虚焊与完好形核的点度低。这时在点焊连接区域，上、下两板主要表现为焊试件。研究所使用的超声检测系统具有参数预三种结合状态：冶金结合区域；在某些区域出现微小置，数据采集与波形存储等功能，试验采用!%I0J气隙薄层；焊核某些区域为弱结合状态，两板紧密接触无气隙，但并非冶金结合。这三种不同结合状收稿日期：!%%&D%KD%$态的典型超声回波信号见图!。在冶金结合区域，$$!"#焊$接$学$报第#%卷声波完全透过结合面，在下板底面被反射。两次底波衰减。图#+、,分别是从电极压力（--"

6、".）与焊面反射波间的距离即为焊核区厚度的#倍。如果贴接电流（!"/0）相同，焊接时间分别为!"周波与%合面处存在气隙薄层，由于空气与钢的声阻抗相差周波两组试件中抽取的典型回波信号。图#+、,各很大，在各次底面回波之间将会出现明显的回波信次底面回波峰值比较如见表!，为便于比较，对回波号。理论上，在钢中的一个!!&宽的裂纹里充满峰值归一化，以!"，"1!，#，-⋯表示焊核区底面各次油时，若超声波的频率为!’()时，可以获得%*的回波，表中数值为各次底面回波幅值与其一次底面反射，用超声反射法探测裂纹灵敏度较高的原因就回波幅值之比，从中可以明显看出由于

7、热输入量不在于此。一般来说频率越高越容易发现小裂纹。同造成的回波衰减差异。表9"不同区域底面回波比较:+;-39"<.=5+2%).,./3*1./2.=;.00.=%,7%//323,08.,3)归一化幅值!!#!!!##!!!-#!!!2#!!冶金结合!"34%"3#5"3!4弱结合!"3%6"324"3#%-$7扫描图像及8扫描图像特征垂直焊点表面进行二维扫描获得的7扫描图像见图-。图像灰度值对应选通闸门内信号幅值，通过设定电子闸门的延迟时间，可以探测到物体在某一深度横断面的像，但7扫描图像难以反映整体深度信息。对于点焊而言，整体深度信息十

8、分重要，因为其包含与结合状态密切相关的幅值衰减信息。另外，由于需要二维扫描，扫描时间较长，扫描效率较低。图>"<扫描图像图!"焊点不同结