薄壁曲面钛合金惯性摩擦焊缝质量超声相控阵检测研究
发布时间：2021-06-28 21:52
目前,压气机盘鼓组件的焊接是降低航空发动机重量,提高推重比的重要方法之一,其中惯性摩擦焊接质量要高于电子束焊接,已普遍应用于先进航空发动机转子组件的焊接制造。惯性摩擦焊作为一种先进的固相连接技术,当焊接工艺参数发生波动或工件端面处理不良时,界面依然会产生微裂纹、“冷焊”或弥散分布的氧化物夹渣等缺陷,并沿着界面分布,具有较小的声波反射面积。此外,焊缝区为曲面结构,轴向空间狭窄且存在台阶,给超声检测带来了更大困难。超声相控阵检测的可偏转聚焦声束能量高,对惯性摩擦焊缝微裂纹及氧化物夹渣缺陷具有更高的灵敏度,适合于压气机组件曲面焊缝的接触式探伤,但没有合适的试块、耦合楔块、阵列探头及检测工艺。因此,本文针对TA19钛合金压气机组件的惯性摩擦焊缝进行了超声相控阵检测研究。根据超声相控阵检测前的声速、楔块延迟及TCG等参数校准工作需要,并结合标准试块及待检测工件的结构特点,设计了带有直径1mm盲孔及半径分别为20mm和40mm弧形槽的TA19钛合金校准试块;根据压气机组件惯性摩擦焊缝处结构特点并结合航空工业标准设计了超声检测对比试块,用于实际检测前的工艺参数的筛选。压气机组件惯性摩擦焊缝区壁厚较薄...
【文章来源】：机械科学研究总院北京市
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
相控阵波形发射图
各振元受激振动而产生的超声波波振面就会产生相互干涉，形成整体波振面[59]。其发射波形原理如图 1-1。图 1-1 相控阵波形发射图相控阵探头所发射的超声波遇到缺陷后将产生反射，由于缺陷与各晶片间的距离不等，使得回波信号到达各晶片的时间存在差异。通过计算机检测出缺陷回波信号到达各晶片的时间差，进而对各晶片所接收的回波信号进行延时补偿，叠加合成后就能将特定方向的回波信号增强，而其它方向的回波信号减弱甚至抵消[60]。相控阵接收原理如图 1-2。
1980 年前后，才设计出了第一台具有相控设备采用恒定的焦距与孔径长度比值，在的一致性与均匀性得到了明显改善[68]。动情况下，实现了对工件不同深度及范围的工作效率。而且聚焦方式的发展经历了从合成孔径聚焦的历程，使超声检测的速度焦方式为分段聚焦，使超声波束的发射和行多次聚焦成像，该种聚焦成像的缺点仅的成像，而其他距焦点较远区域的图像会的焦点转换才能得到清晰的图像，而且实时动态分段聚焦克服了早期的分段动态聚平滑的分段焦点[69]，如图 1-3 所示。利用域内，能够精确分辨出相邻缺陷，获得较晰[70]。动态聚焦扫描过程如图 1-4。
【参考文献】：
期刊论文
[1]TA19钛合金惯性摩擦焊接工艺[J]. 张春波,乌彦全,朴东光,周军. 焊接学报. 2018(12)
[2]惯性摩擦焊接技术及其在航空工业领域的应用[J]. 耿培皓,秦国梁. 精密成形工程. 2017(05)
[3]摩擦焊焊缝超声检测技术分析[J]. 孙国荣. 中国设备工程. 2017(11)
[4]国内外超声相控阵检测仪器性能测试评价标准比较与分析[J]. 张君娇,郑晖,潘强华,朱雨虹,杨齐. 无损检测. 2017(05)
[5]超声相控阵技术的发展及其在核工程无损检测中的应用[J]. 张侃,杨力,王学权,许贵平,孙大朋,罗建东,张旻. 无损检测. 2017(05)
[6]浅析压力容器检验中无损检测技术的应用[J]. 乔舟. 化学工程与装备. 2017(02)
[7]可视化无损检测技术研究进展[J]. 朱晔,魏世丞,梁义,王玉江,郭蕾,刘文超. 材料导报. 2017(03)
[8]无损检测技术在起重机械安全检验中的运用分析[J]. 张建. 科技与创新. 2017(02)
[9]浅谈无损检测技术在建筑工程检测中的应用[J]. 许建华. 江西建材. 2017(01)
[10]无损检测技术在原油储罐中的应用[J]. 索杏兰. 安全、健康和环境. 2017(01)
硕士论文
[1]超声相控阵成像系统技术研究及软件实现[D]. 汪文.南京航空航天大学 2016
[2]超声相控阵成像系统设计技术研究[D]. 吴朕.南京航空航天大学 2015
[3]柔性超声相控阵及其在无损检测中的应用研究[D]. 谈晓成.湖南科技大学 2015
[4]超声相控阵补偿动态聚焦算法研究与实现[D]. 彭小冲.深圳大学 2015
[5]超声相控阵成像关键算法研究[D]. 赵大丹.南京航空航天大学 2015
[6]超声相控阵动态聚焦技术研究[D]. 陈彦宏.西南交通大学 2014
[7]摩擦焊超声检测信号的小波分形分析[D]. 张淑艳.西北工业大学 2005
[8]GH4169高温合金惯性摩擦焊接过程热力耦合有限元模拟研究[D]. 刘漪涛.西北工业大学 2005
[9]基于小波理论的摩擦焊接头缺陷检测与识别[D]. 常瑞生.西北工业大学 2004
[10]铜—钢惯性摩擦焊接头超声无损检测特性的研究[D]. 史立丰.北京工业大学 2003
本文编号：3255109
【文章来源】：机械科学研究总院北京市
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
相控阵波形发射图
各振元受激振动而产生的超声波波振面就会产生相互干涉，形成整体波振面[59]。其发射波形原理如图 1-1。图 1-1 相控阵波形发射图相控阵探头所发射的超声波遇到缺陷后将产生反射，由于缺陷与各晶片间的距离不等，使得回波信号到达各晶片的时间存在差异。通过计算机检测出缺陷回波信号到达各晶片的时间差，进而对各晶片所接收的回波信号进行延时补偿，叠加合成后就能将特定方向的回波信号增强，而其它方向的回波信号减弱甚至抵消[60]。相控阵接收原理如图 1-2。
1980 年前后，才设计出了第一台具有相控设备采用恒定的焦距与孔径长度比值，在的一致性与均匀性得到了明显改善[68]。动情况下，实现了对工件不同深度及范围的工作效率。而且聚焦方式的发展经历了从合成孔径聚焦的历程，使超声检测的速度焦方式为分段聚焦，使超声波束的发射和行多次聚焦成像，该种聚焦成像的缺点仅的成像，而其他距焦点较远区域的图像会的焦点转换才能得到清晰的图像，而且实时动态分段聚焦克服了早期的分段动态聚平滑的分段焦点[69]，如图 1-3 所示。利用域内，能够精确分辨出相邻缺陷，获得较晰[70]。动态聚焦扫描过程如图 1-4。
【参考文献】：
期刊论文
[1]TA19钛合金惯性摩擦焊接工艺[J]. 张春波,乌彦全,朴东光,周军. 焊接学报. 2018(12)
[2]惯性摩擦焊接技术及其在航空工业领域的应用[J]. 耿培皓,秦国梁. 精密成形工程. 2017(05)
[3]摩擦焊焊缝超声检测技术分析[J]. 孙国荣. 中国设备工程. 2017(11)
[4]国内外超声相控阵检测仪器性能测试评价标准比较与分析[J]. 张君娇,郑晖,潘强华,朱雨虹,杨齐. 无损检测. 2017(05)
[5]超声相控阵技术的发展及其在核工程无损检测中的应用[J]. 张侃,杨力,王学权,许贵平,孙大朋,罗建东,张旻. 无损检测. 2017(05)
[6]浅析压力容器检验中无损检测技术的应用[J]. 乔舟. 化学工程与装备. 2017(02)
[7]可视化无损检测技术研究进展[J]. 朱晔,魏世丞,梁义,王玉江,郭蕾,刘文超. 材料导报. 2017(03)
[8]无损检测技术在起重机械安全检验中的运用分析[J]. 张建. 科技与创新. 2017(02)
[9]浅谈无损检测技术在建筑工程检测中的应用[J]. 许建华. 江西建材. 2017(01)
[10]无损检测技术在原油储罐中的应用[J]. 索杏兰. 安全、健康和环境. 2017(01)
硕士论文
[1]超声相控阵成像系统技术研究及软件实现[D]. 汪文.南京航空航天大学 2016
[2]超声相控阵成像系统设计技术研究[D]. 吴朕.南京航空航天大学 2015
[3]柔性超声相控阵及其在无损检测中的应用研究[D]. 谈晓成.湖南科技大学 2015
[4]超声相控阵补偿动态聚焦算法研究与实现[D]. 彭小冲.深圳大学 2015
[5]超声相控阵成像关键算法研究[D]. 赵大丹.南京航空航天大学 2015
[6]超声相控阵动态聚焦技术研究[D]. 陈彦宏.西南交通大学 2014
[7]摩擦焊超声检测信号的小波分形分析[D]. 张淑艳.西北工业大学 2005
[8]GH4169高温合金惯性摩擦焊接过程热力耦合有限元模拟研究[D]. 刘漪涛.西北工业大学 2005
[9]基于小波理论的摩擦焊接头缺陷检测与识别[D]. 常瑞生.西北工业大学 2004
[10]铜—钢惯性摩擦焊接头超声无损检测特性的研究[D]. 史立丰.北京工业大学 2003
本文编号：3255109
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