[发明专利]电弧塞焊接头的相控阵超声自动检测方法

摘要

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。

主权项

1.一种电弧塞焊接头的相控阵超声自动检测方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤（1）、系统连接：将三维滑移台（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旋转扫查装置（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；步骤（2）、将搁板（8）置于探伤台（1）的凹槽中，搁板（8）的直角贴紧直角限位（15），通过搁板（8）的尺寸，包括长和宽，塞焊孔（16）的孔间距、孔边距、孔径、孔的行数及列数，计算出塞焊孔（16）中心的空间位置坐标，控制三维滑移台（2）准确的定位到待检测塞焊孔（16）中心的位置；步骤（3）、相控阵超声探头扫查位置的标定：由于裂纹源缺陷（21）所出现的位置是搁板上层板（18）下表面与塞焊接头（17）交界处，扇扫范围能够完全覆盖此位置，以扇扫的中心扫查线为基准，中心扫查线穿过搁板上层板（18）下表面与塞焊接头（17）交界处时相控阵超声探头（14）所在的位置为扫查位置；通过塞焊孔（16）的直径，搁板上层板（18）板厚，扇扫的扫查角度范围，扫查中心线的扫查角度计算扫查位置；调节探头连杆（12）的角度使探头水平移动距离标尺（11）上的数值与计算出扫查位置数值相对应，锁死探头连杆（12），移动Z轴的运动单元使相控阵超声探头（14）下表面贴紧搁板（8）的上表面，工控机（5）记录Z轴移动单元的高度位置；步骤（4）、开始扫查：工控机（5）根据待检测塞焊点的空间位置控制三维滑移台的Z轴移动单元移动到塞焊点的正上方，旋转扫查装置（6）中减速机（10）转轴的轴线与塞焊孔（16）的中心线重合，根据步骤（3）标定的Z轴移动单元的高度下压相控阵超声探头（14），工控机（5）控制旋转扫查装置（6）对塞焊焊点进行360°旋转扫查；步骤（5）、缺陷识别：相控阵超声探头（14）每旋转一个步距角相控阵超声检测仪（7）进行一次扇扫检测，工控机（5）记录相应的扫查位置，同时工控机（5）对扇扫图像进行自动缺陷识别，缺陷识别原理是裂纹扩展源（21）与搁板上层板（18）下表面对超声波产生端角反射，存在缺陷时工控机（5）会记录相控阵超声探头（14）此时的位置，扫查完成后工控机（5）建立塞焊点的平面示意图，并标注出缺陷的位置；步骤（6）、按照在工控机（5）上预先设定的对塞焊点的扫查顺序，重复执行步骤（5），直到所有的焊点被检测完成。