[发明专利]薄片工件环形焊缝的超声波检测系统

说明书

技术领域

本发明涉及超声波检测技术，具体为一种薄片工件环形焊缝的超声波检测系统。

背景技术

超声波探伤是属于无损检测中主要的一种。从超声波反射波的位置和波形即可得到金属内部缺陷的深度和缺陷的性质。目前，超声波无损探伤广泛地应用于锻件、铸件和焊接件的质量检测。

使用超声波检测时要让超声波探头的超声波束扫描整个工件或整条焊缝。故对于环形焊缝的工件需要专门的装夹工件的旋转工作台，在检测工作开始前，调整探头与被测工件的相对位置，使超声波束聚焦在焊缝上。还需调整探头角度和增益，使第一界面超声波回波幅值达到要求。检测时超声波探伤卡发出的脉冲信号加到超声探头上，探头发射出的超声波通过液体介质（水）入射到被检工件上并在工件被测部位内部传播，经过底部界面或其内缺陷的反射，产生回波。与此同时，同步控制电路控制工作台带动被测工件匀速旋转，使工件被测部位平稳匀速在超声波探头下通过，探头接收超声回波并传回超声波探伤卡，在计算机中分析缺陷类型。

目前的超声检测系统多为检测棒材、钢管、齿轮、铁路钢轨及火车轮毂等大型、中厚型零件，检测的零件的厚度一般在8mm以上，对于工件的检测精度要求不高，只要检测出大于当量尺寸2mm的缺陷即可。又由于目前在超声检测中界面波与底波较易区分，缺陷波也容易识别，频率为2.5—5MHz的普通探头均可完成检测。

对于汽车离合器从动盘等薄片工件多用高能束焊接，如电子束焊接或激光焊接，因工件薄（厚度仅为3mm）、焊缝窄（宽度仅2mm）、且要求检测出大于当量尺寸0.5mm的微小缺陷，普通夹具定位精度不够，且超声波检测时易出现上下界面反射波混叠，界面回波与缺陷回波难以识别等现象。影响超声波对薄片工件高能束焊缝的准确检测。

因此需要研制一种适合于高能束焊接的薄片工件环形焊缝的超声波检测系统，其探头和环形焊缝的定位精确，超声波入射角度准确稳定，待测薄片工件的装卸方便安装稳定，旋转同心度高，以完成汽车离合器从动盘等薄片工件环形焊缝的在线超声波检测。

发明内容

本发明的目的是设计一种薄片工件环形焊缝的超声波检测系统，包括计算机、超声波探伤卡、超声波探头，还有探头安装架、旋转工作台和水箱。探头安装架上探头夹持器可实现在X轴与Y轴方向上的平移和360度旋转，方便调节探头位置和角度；旋转工作台实现对工件的夹持、定心及旋转运动。从而能保证对薄片环形焊缝稳定可靠的超声波检测。

本发明设计的薄片工件环形焊缝的超声波检测系统，包括计算机、超声波探伤卡、超声波探头，还有探头安装架、旋转工作台和水箱；计算机连接超声波探伤卡和同步控制电路，超声波探伤卡连接探头，向探头发送超声波脉冲并接收探头得到的回波信号，同步控制电路则连接控制旋转工作台的电机电路，探头安装于探头安装架上的探头夹持器上。旋转工作台安装于水箱内。

本发明的探头安装架包括摆臂、限位臂、导杆、转臂和探头夹持器。摆臂和限位臂的一端分别铰接于水箱一侧，摆臂和限位臂的前端伸向水箱顶面内，限位臂上有沿臂纵向的导向槽，摆臂中部固定有回转销，摆臂的回转销插在限位臂的导向槽内，回转销沿导向槽滑动，即可调节摆臂前端在水箱顶面的位置，回转销上端有蝶形螺母，紧固蝶形螺母固定摆臂和限位臂的相对位置，使摆臂前端定位。导杆上端插在摆臂前端的导杆孔内，导杆下端固接1或2根转臂，每根转臂上套装1或2个探头夹持器。

所述探头夹持器包括夹持套筒和滑动套筒，两个套筒的横截面相互垂直，夹持套筒的筒壁上有固定探头的探头紧固螺钉，探头插入夹持套筒后探头紧固螺钉旋入顶紧探头固定之。滑动套筒与转臂配合，滑动套筒沿转臂滑动可调节探头夹持器与中心的距离，适应不同直径的环形焊缝，滑动套筒围绕转臂转动，可调节夹持套筒中心线与铅垂线的角度，从而调节探头发出的超声波束在待测工件焊缝表面的入射角。滑动套筒的筒壁上有固定滑动套筒与转臂的相对位置的夹持器紧固螺钉，滑动套筒位置调节后、夹持器紧固螺钉旋入顶紧转臂、固定滑动套筒于转臂。在夹持套筒外壁还固定有罩扣在探头下方的保护架，保护架为网制，以避免工件装卸时碰撞探头。

本发明的旋转工作台包括旋转轴、安装盘和电机，旋转轴下端可转动地穿过水箱底与电机相连接，旋转轴与水箱底之间密封，电机安装于水箱底下方。旋转轴上端处于水箱内、固定安装盘。安装盘上有与旋转轴同心的突起的定位凸沿，定位凸沿为环形凸起，内径大于安装盘的中心孔孔径。