[发明专利]一种2024铝合金板老化程度脉冲涡流-超声检测方法

说明书

本发明公开了一种2024铝合金板老化程度脉冲涡流‑超声无损检测方法。应用斜入射式电磁声传感器单次检测产生出脉冲涡流和超声信号，提取脉冲涡流和超声信号特征参量，结合声学参量和电磁参量共同表征2024铝合金的老化程度。通过实验验证了，热处理后的2024铝合金板维氏硬度和抗拉强度变化趋势，与超声和脉冲涡流幅值变化趋势相同。通过建立超声和脉冲涡流特征参量与2024铝合金材料力学性能间的关系，实现了2024铝合金板老化程度的多参量无损检测与评估。本发明将基于电磁声传感器的脉冲涡流‑超声检测方法应用于2024铝合金板的老化程度检测中，增加了单一检测方法的可靠性，提高了2024铝合金板老化程度评估的鲁棒性，具有极大的应用价值。

技术领域

本发明为一种基于电磁声传感器的铝板老化程度脉冲涡流-超声检测方法，属于无损检测领域。通过电磁声传感器产生的脉冲涡流和超声信号，实现2024铝合金板老化程度电磁-超声检测，并提高铝板老化程度评估的鲁棒性。

背景技术

2024铝合金因具有密度低、抗氧化和导热性能好等优点，常被用作飞机蒙皮、导弹壳体和尾翼零部件母材。2024铝合金板长期服役于温差大、冷热循环和湿热等严苛环境下，由于温度作用其微观组织结构发生持续变化，引起2024铝合金材料力学性能下降，即2024铝合金老化。2024铝合金老化影响零部件的使用寿命及结构安全。航空航天是我国国防战略中的重要组成部分，通过无损检测手段对服役于湿热、冷热循环工况下的关键部件进行检测，对于降低损失及事故发生率具有重要意义。

目前对于2024铝合金板性能退化的无损检测方法主要有超声检测法和电磁检测法。超声检测方面，通常使用压电传感器和电磁声传感器激励产生超声波，通过分析超声信号幅值、波速、谐波幅值比等评估材料的硬度、屈服强度和断裂韧性变化。电磁检测方面，通常使用涡流传感器产生涡流信号，提取涡流幅值与相位表征2024铝合金材料力学性能，利用材料力学性能来评估2024铝合金板老化程度。

在2024铝合金板力学性能检测技术中，超声检测方法需要针对晶粒尺寸选择所激励超声信号的波长。因此，在热老化初期，微观结构变化不明显的情况下，采用超声法测量灵敏度较弱，检测能力有限。涡流检测方法只能检测2024铝合金板表面和近表面性能变化，不能完全反映内部组织结构变化信息。无论是超声检测方法，还是电磁检测方法，单一检测方法的检测能力均有限，同时获得的可用于2024铝合金板老化表征参量也同样有限。因此，需发展一种先进的电磁超声无损检测方法，将超声和脉冲涡流信号同时应用于2024铝合金板老化的检测，提高2024铝合金板老化程度评估的鲁棒性。

本发明将电磁声传感器单次激励产生脉冲涡流和超声信号应用于2024铝合金板老化程度检测与评估，提高2024铝合金板老化程度评估的鲁棒性。2024铝合金板老化程度的脉冲涡流-超声检测方法，在国内外未见报道。

发明内容

本发明旨在发展一种2024铝合金板老化程度电磁-超声无损检测方法，解决单一检测方法评估2024铝合金板老化程度能力有限的问题。所提出的脉冲涡流-超声检测方法能够提高单一方法对2024铝合金板老化程度检测与评估的能力。

为了实现上述目的，本发明采用如下设计方案：

高频激励斜入射式电磁声传感器产生脉冲涡流和超声复合信号。对复合信号进行时域与频域信号分离，分别得到脉冲涡流信号和超声信号。依次提取脉冲涡流和超声信号特征参量，建立特征参量与2024铝合金板老化后力学性能变化间的关系，实现2024铝合金板老化程度表征。

所述的斜入射式电磁声传感器产生脉冲涡流和超声复合信号，其特征在于：斜入射式电磁声传感器单次激励同时产生脉冲涡流和超声信号。

所述的脉冲涡流和超声信号特征参量，其特征在于：特征参量包含脉冲涡流和超声幅值。

所述的建立特征参量与2024铝合金板老化后力学性能变化间的关系，其特征在于：特征参量与力学性能，两者变化呈间接关系。