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1、第26卷第1期无损检测Vol.26No.12004年1月NDTJan.2004试验研究超声C扫描检测铝合金电阻点焊的焊核直径史立丰,郑祥明,史耀武(北京工业大学材料学院,北京 100022)摘 要:介绍采用水浸超声聚焦回波检测法检测铝合金电阻点焊焊核直径。对接头焊点的C扫描及对局部点的A扫描信号的采集与分析,经实际焊点横截面的金相观察对比,可以较准确确定点焊的焊核直径。关键词:超声检测;水浸法;聚焦探头;铝合金;电阻点焊缝;焊核直径中图分类号:TG115.28 文献标识码:A 文章编号:100026656(2004)0120034203ULT
2、RASONICC2SCANTESTINGFORDETERMININGTHESPOTSIZEOFTHERESISTANCESPOTWELDINGINALUMINUMALLOYSHILi2feng,ZHENGXiang2ming,SHIYao2wu(SchoolofMaterialsScience&Engineering,BeijingUniversityofTechnology,Beijing100022,China)Abstract:Resistancespotweldinginaluminumalloywastestedbyultrasonicim
3、mersionmethodwithfocusingprobe.ComparisonofC2scanofentiresampleandthedataoflocalpointA2scancollectedandprocessedwiththemetallographsofsamplecrosssectionshowedthatthemethodcouldbeusedtodeterminethespotsizeofresistancespotwelding.Keywords:Ultrasonictesting;Immersiontesting;Focusi
4、ngprobe;Aluminumalloy;Resistancespotwelding;Spotsize 国内外许多学者对应用无损检测方法测量电阻点焊接头的焊核尺寸进行过研究,取得了一定成绩,[1][2]如超声聚焦穿透法和多次回波检测法等。总体来说,这些方法测量过程比较复杂,测量结果不够直观。超声C扫描方法虽然直观简洁,但焊点周围塑性环的存在给测量点焊接头的焊核尺寸带来误差,测量值比实际值要大。在测量过程中,通过设定不同的门槛值,可以基本消除其影响。图1PAC超声C扫描水浸聚焦检测系统1.支架 2.水箱 3.水浸聚焦探头 4.工控机1 检测装置及试
5、样5.X轴发射接收馈线6.Y轴发射接收馈线7.电动机实验采用美国物理声学公司(PAC)生产的超声8.Z轴发射接收馈线9.机箱10.显示器C扫描水浸聚焦检测系统,系统布置见图1。2 检测方法试验所用试件是由5mm和1.5mm不等厚铝合金板点焊而成,为了方便定位,将试样沿中心线处超声检测时,试样水平放置在水箱底部,聚焦探切开(图2)。头安装在超声探伤仪支架的发射端。通过计算并调节使焦点聚在搭接接头的结合面上,通过步进电机收稿日期:2003203213带动X,Y轴移动对整个接头平面进行扫描检测,其中探头移动速度和检测范围都可预先设定,数据·34·史立丰等:
6、超声C扫描检测铝合金电阻点焊的焊核直径到确定焊核大小的可用方法。[3]具体操作步骤是①计算探头焦距。②计算探头距工件表面的距离。③确定扫描范围。④确定第二波峰位置,第二波峰的位置在理论上与第一波峰的回波间距大致为单块板材厚度的两倍。从母材向焊核边缘扫查时,超声信号随两板之间间距的改变而变化。当焊核有缺陷时,会有许多较小的回波信号。图2 铝合金点焊试件试样1的C扫描检测图形示于图3。通过工控机内的A/D卡转换,图形在显示器上显当门槛值不同时,塑性环的影响逐渐减小,但还示。有一定的影响。可通过对边缘信号的区分来确定焊试验采用美国Panametrics公司
7、生产的10MHz核边缘的具体位置。A扫描信号由母材到焊核的变聚焦探头,型号为IU10G2,晶片直径D=12.7mm,化示于图4。检测时信号的增益为34dB。水中焦长F=38.1mm,焦点直径为0154mm,焦柱长为0.9mm。检测过程中,超声检测仪的X和Y轴在步进电机的控制下,对点焊接头的整个表面进行扫查(C扫描),检测图形包含了C扫描信号以及各点A扫描信号,通过C扫描的图形以及图上各点的A扫描信号的变化,根据超声检测信号波形的第二峰值的变化来确定点焊焊核直径。观察试件横截面的低倍金相图像并测量焊核的实际尺寸,发现了波形图像及A扫描信号第二波峰变化与
8、焊核尺寸的关系,可进一步确定焊核的直径。(a)母材3 检测结果与分析使用超声脉冲回波法对所要检测的接头进行大
