[发明专利]金属焊缝内部缺陷的三维形貌及应力特征的无损检测方法

摘要

本发明公开了一种金属焊缝内部缺陷的三维形貌及应力特征的无损检测方法，该检测方法是结合X射线计算机断层扫描技术和有限元分析技术，可以在不破坏试件的条件下，检测出异种金属焊缝内部孔洞缺陷的三维形貌、应力特征，该方法还可以得出异种金属焊缝内部孔洞缺陷的空间分布，孔洞体积，孔隙率和孔尺度分布演化规律，以及孔的拓扑性能，如连通性，曲折度等信息；其检测过程包括制样，对试验样件扫描获得扫描图片并记录对应的金属焊接参数，对获得的扫描图片信息进行处理并重建三维模型，对三维模型进行模型力学分析进行验证。

主权项

1.一种金属焊缝内部缺陷的三维形貌及应力特征的无损检测方法，其特征在于，包括以下步骤：①制样：根据实验设计获得不同参数条件下经过激光焊接的钢铝异种金属焊接待测试件，将待测试件通过线切割获得所需测试部位的试验样件，所述参数条件包括焊接速度、焊接功率、离焦量、保护气体；②扫描：选取所述试验样件进行X射线全方位识别计算机断层扫描，分别记录扫描图像与对应异种金属的焊接参数；③信息处理：利用软件VG Studio MAX2.0对步骤②中的断层扫描信息进行分析，获得内部缺陷三维参数信息，所述内部缺陷三维参数信息包括三维孔洞体积、孔隙率、孔尺度分布、三维孔洞空间分布与异种金属焊接参数的影响规律；④信息处理：利用软件VG Studio MAX2.0针对步骤③获得的信息进行分析，异种金属在焊接过程中会在焊缝位置形成不同的金属化合物，而不同的金属化合物的物理性能不同，引起X射线衰减程度也不同，针对步骤③的信息分析后，甄别焊缝区域的不同缺陷与不同金属化合物，提取焊缝缺陷信息，消除不同金属化合物对目标信息获取的干扰，然后得到焊缝缺陷单一信息的分布规律；⑤模型重构：利用软件VG Studio MAX2.0对步骤②中获得的信息进行三维模型重建，获得可视化的焊缝模型；⑥应力分析：将重构的三维模型导入hypermesh软件，利用获得的焊接区域内不同组成成分的不同物理性能进行网格划分并定义物质物理特性，并利用有限元分析软件ansys进行模型力学分析；⑦试验验证：将上述试验 样件分批次进行应力拉伸实验和高周疲劳实验，验证有限元分析的可靠性。