[发明专利]电弧塞焊接头的相控阵超声自动检测方法

说明书

本发明涉及一种电弧塞焊接头的相控阵超声自动检测系统及方法，属于无损检测领域。三维滑移台固定在探伤台的上表面，旋转扫查装置安装在Z轴移动单元下端，X轴、Y轴、Z轴移动单元上的伺服电机及探头旋转装置上的伺服电机通过线缆连接到伺服电机驱动器上，伺服电机驱动器通过线缆连接到伺服电机运动控制卡上，伺服电机运动控制卡插在工控机的PCI插槽上；相控阵超声探头的探头激励信号的输入端与相控阵超声检测仪的探头激励信号输出端连接，相控阵超声检测仪的超声回波信号数据输出端通过网线与工控机网口连接。优点在于：对塞焊接头位置自动定位，并进行缺陷自动识别检测，提高检测效率，同时装置结构简单，避免人工检测缺陷的漏检及误检。

技术领域

本发明涉及无损检测领域，特别涉及一种电弧塞焊接头的相控阵超声自动检测系统及方法。用于冻干机的搁板的无损检测。

背景技术

搁板是冻干机中的重要的组成部件之一，是一种不锈钢板电弧塞焊密封结构，如图1所示。它主要的作用是对承载冻干物品进行热量交换。而电弧塞焊以其焊接质量高、成本低、易修补的特点被普遍的应用于搁板生产过程。搁板的塞焊采用TIG焊接方法，因此在焊接的过程存在诸多的不稳定性如焊接规范未执行，焊枪角度不正确，焊工操作不熟练，导电嘴因磨损孔径与焊丝不合适，焊丝、焊件及保护气体中含有水分原因，导致未熔合与未焊透等焊接缺陷的产生，而其中根部未熔缺陷会成为一种裂纹的扩展源在长期的热循环的作用下扩展到搁板的表面，导致搁板密封性失效，进而造成其内部导热油的泄漏污染冻干物品，尤其对冻干较昂贵药品的污染，会造成巨大的经济损失。因此能否可靠的检测出裂纹源及裂纹缺陷是保证搁板生产质量以及避免搁板在使用过程中漏液的关键。目前对搁板电弧塞焊接头的检测方法主要有两种，一种是采用双真空检漏技术，即搁板置于冻干室内，搁板内抽真空，搁板外抽真空，利用不断改变两侧的真空度进行对搁扳的检漏。虽然检测效率高，但此方法只能对已经泄露的搁板进行检测。对于未扩展到表面的裂纹源缺陷则无法检测。另一种是运用常规超声无损检测的方法进行检测，由于搁板表面经过刨平处理，因此难以对塞焊焊点的位置进行定位，降低了检测效率，同时由于检测分辨率低，难以准确的分辨裂纹源缺陷，因此会造成一定的误判，从而也增加的返修量。与常规超声相比相控阵超声检测对声束进行电子聚焦与偏转与扫查，电子聚焦可在会出现缺陷的位置处优化声速的形状和大小，提高检出率。同时进行扇形扫查的过程中，可以适当的角度生成被测工件的直观的映射图像。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电弧塞焊接头的相控阵超声自动检测系统及方法，解决了现有技术存在的上述问题。本发明对塞焊接头位置自动定位，并进行缺陷自动识别检测，提高检测效率，同时装置结构简单，避免人工检测缺陷的漏检及误检。

本发明的上述目的通过以下技术方案实现：

电弧塞焊接头的相控阵超声自动检测系统，三维滑移台2固定在探伤台1的上表面，三维滑移台2的水平移动轴为X轴和Y轴，垂直移动轴为Z轴，Y轴移动单元固定在X轴移动单元上，Z轴移动单元固定在Y轴移动单元上，Y轴移动单元沿着X轴移动，Z轴移动单元沿着Y轴与Z轴移动；旋转扫查装置6安装在Z轴移动单元下端，X轴、Y轴、Z轴移动单元上的伺服电机及探头旋转装置6上的伺服电机通过线缆连接到伺服电机驱动器3上，伺服电机驱动器3通过线缆连接到伺服电机运动控制卡4上，伺服电机运动控制卡4插在工控机5的PCI插槽上；相控阵超声探头14的探头激励信号的输入端与相控阵超声检测仪7的探头激励信号输出端连接，相控阵超声检测仪7的超声回波信号数据输出端通过网线与工控机5网口连接。

所述的旋转扫查装置6包括旋转伺服电机9、减速机10、探头水平移动距离标尺11、探头连杆12、探头夹具13及相控阵超声探头14，所述探头夹具13通过探头连杆12与减速机10的转动轴连接，减速机10与旋转伺服电机9连接；相控阵超声探头14安装在探头夹具13中；探头水平移动距离标尺11连接在减速机10的下端，探头水平移动距离标尺11显示值是探头连杆12的张开角度转换为探头楔块下表面中心与减速机10的转动轴轴心的水平距离值，通过调节探头连杆12的角度来确定相控阵超声探头14的扫查位置。