CAD图解法焊接接头超声检测研究(3)
1.4论文主要研究内容
本次试验主要研究内容及步骤如下：
1）缺陷试样的制作
人工缺陷对比试块制作：包括对人工缺陷的设计与人工缺陷加工。
2）与直探头检测时A扫波形的采集
对管道类曲面检测时直探头的选择进行分析，并进一步选择适合实验的直探头；使用CTS-1008采集人工缺陷超声A扫波形特征信号。
3）直探头缺陷试样特征信号的处理分析
对采集到得数据进行分类处理，绘制人工缺陷直径—幅值曲线，分析铜钢界面不同尺寸缺陷的波形特征。
4）斜探头检测时缺陷反射回波信号的采集
使用CTS-1008采集钢基的同种直径不同距离的缺陷超声A扫波形特征信号。通过缺陷超声A扫波形特征信号，采集缺陷的位置、幅值。
5）CAD图解法绘制斜探头对钢基体超声的路径
采用斜探头检测时，超声横波传播路径较复杂，所以利用CAD绘制超声检测的路径，可以用来辅助分析、计算缺陷和探头的位置，同时确定缺陷回波是一次反射还是二次反射波。
6）斜探头检测时缺陷反射回波信号的采集
使用CTS-1008采集钢基的同种直径不同距离的缺陷超声A扫波形特征信号。
7）人工缺陷试样的破坏性验证、分析
使用线切割的方法，沿人工缺陷径向切割试样，得到缺陷的实际刨面。通过Photoshop和3d Max提取试样轮廓，并将提取出的轮廓在CAD中进一步处理。根据CAD处理后的轮廓来简单分析底面平整度对直探头检测时缺陷回波损失的影响。
2、试验原理及设备2.1超声检测原理
脉冲反射法是超声检测中应用最为广泛的一种方法，其基本原理是将一定频率的脉冲波通过耦合剂耦合传入工件，当遇到异质界面（缺陷或工件底面）时，超声波发生反射，通过接收到的反射回波来判断缺陷的有无以及缺陷的定性和定量评定。根据回波方式的不同，可分为A型显示、B型显示、C型显示和3D显示。本课题中主要采用脉冲反射法实现铜钢熔敷焊试件的超声A扫。
A型显示原理：图2.1为接触式脉冲反射法A型显示示意图。当工件中无缺陷时，示波屏上只显示发射脉冲T和工件底面回波B两个信号；当工件中存在缺陷时，底面回波前会出现缺陷的回波F。显示屏上横坐标反映声波的传播时间，即声波传播的距离的大小，由此可实现对缺陷的定位分析；纵坐标代表反射波幅值的大小，在一定程度上反映了反射回波能量的大小，声能与缺陷的大小形状有一定的联系，因此由波幅的高低可以实现缺陷的定量分析。A型显示的缺点是只能判断缺陷的存在与否及深度位置，对于缺陷的大小及分布不能直观地显示，缺陷的性质也一般需要通过检测人员的经验来判断。
图2.1 接触式脉冲反射法A型显示示意图
2.2数字超声检测仪
本论文的研究中主要采用手动超声方法获得铜钢熔敷焊接头的缺陷波形信息。采用CTS-1008型数字式超声探伤仪，该仪器最高采样率可达640MHz，测量分辨率0.1mm，可实现对超声A扫波形的显示、冻结、存储与回放，可对回波信号进行逐点分析，以便于获取波形时域特征信息。
图2.2 CTS-1008型数字式超声探伤仪
2.3 人工缺陷的制备
2.3.1 人工缺陷试样用途
本次焊接检验，主要研究的是气孔缺陷的形状特征。因为气孔缺陷具有一定的不确定性，因此要想提高缺陷识别的准确性就必须要有足够多的特征样本数据。本课题使用同种熔敷焊工艺焊接得到焊接接头制作人工缺陷，如图2.3。
图2.3 试验示意图
对于本次试验，采用钻头从钢基向铜钢界面处打孔，人工孔在检测中有两个用途：
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