[发明专利]一种裂纹在线检测及位置标定方法

说明书

本发明一种裂纹在线检测及位置标定方法属于激光熔覆再制造技术领域，涉及一种裂纹在线检测及位置标定方法。该方法先利用信号传感器、放大器、信号采集器和信号显示设备搭接激光熔覆裂纹检测系统，然后在基体表面建立一个平面直角坐标系，并将信号传感器分别放置在坐标原点和两个坐标轴上，根据信号显示设备来判断是否有裂纹产生，若信号显示设备显示的振动信号出现了较大峰值，则表明熔覆层已产生裂纹，记录产生较大峰值的时间。通过记录的时间和振动信号在基体中传播的速度来建立方程组，求得裂纹在所建立坐标系中的坐标位置。该方法实现了对激光熔覆过程中熔覆层裂纹的检测以及位置的标定，提高了基体表面熔覆层裂纹的检测效率。

技术领域

本发明属于激光熔覆再制造技术领域，涉及了一种裂纹在线检测及位置标定方法。

背景技术

利用激光熔覆技术对机械零部件进行修复时，需要对熔覆层进行裂纹检测，然后根据检测的结果，再对熔覆层的裂纹进行处理。但目前常用的裂纹检测方法主要有磁粉探伤法、渗透剂着色法和超声波检测法。而这些裂纹检测方法都属于离线检测，需要激光熔覆过程彻底结束后，才可以对熔覆层进行裂纹检测，所以导致裂纹检测的效率相对较低。针对此问题，张晓波的专利“一种激光熔覆过程裂纹的在线检测装置”专利号CN108802198A，发明了激光熔覆过程裂纹的在线检测装置。其优点是结构简单，使用方便，解决了对裂纹不敏感和不易检测的问题，并对裂纹实现了在线检测的目的。但其缺点是无法对熔覆层的裂纹进行准确的定位，从而给后续裂纹的处理造成了不便。滕健等人的专利“一种材料表面裂纹数量和位置检测方法”专利号CN104849281A，发明了一种材料表面裂纹数量和位置检测方法。其优点是可以方便快捷的检测出裂纹的数量和位置。但其缺点是不适用于骤冷骤热的熔覆层，同时也不适用于材料表面积不断发生变化的裂纹在线检测。

发明内容

本发明为克服现有技术的缺陷，特别是针对激光熔覆过程中熔覆层裂纹的在线检测和熔覆层裂纹位置的标定，发明了一种裂纹在线检测及位置标定方法。本方法先利用信号传感器、放大器、信号采集器和信号显示设备搭建激光熔覆裂纹检测系统，然后在基体表面建立一个平面直角坐标系，并使基体表面待熔覆区域位于所建立坐标系的第一象限内；并将信号传感器分别放置在坐标原点和坐标轴上，同时为了避免熔覆区域的高温对振动信号传感器的影响，应使坐标轴和基体表面的待熔覆区域保持一定的安全距离；最后根据信号显示设备来判断是否有裂纹产生，若信号显示设备显示的振动信号出现了较大峰值，则表明熔覆层已产生裂纹，记录产生较大峰值的时间，接着通过记录的时间和振动信号在基体中传播的速度来建立方程组，进而求得裂纹在所建立坐标系中的坐标位置。从而实现了对激光熔覆过程中熔覆层裂纹的检测以及位置的标定，大大提高了基体表面熔覆层裂纹的检测效率，并为后续裂纹的修复提供了准确的位置信息，在一定程度上节省了机械零部件再制造的时间成本。

本发明采用的技术方案是一种裂纹在线检测及位置标定方法，其特征是，该方法利用三个信号传感器、放大器、信号采集器、信号显示设备和基体搭建激光熔覆裂纹检测系统；然后在基体表面建立一个平面直角坐标系，并将信号传感器分别固定在坐标原点(0，0)、纵轴上点(0，y_b)和横轴上点(x_a，0)上，同时使待修复区域的横坐标均小于x_a且纵坐标均小于y_b；方法的具体步骤如下：

步骤1搭接激光熔覆裂纹检测系统

将1号、2号、3号信号传感器1、2、3放置在基体待熔覆一侧的表面上，然后将1号、2号、3号信号传感器1、2、3与放大器4连接起来，再将放大器4和信号采集器5连接起来，最后将信号采集器5连接到信号显示设备6上；

步骤2建立一个平面直角坐标系，固定振动信号传感器