镀锌高强钢板点焊质量超声波检测研究

发布时间：2020-07-30 02:20

【摘要】：汽车历经百余年的发展如今已经走进千家万户成为人们生活中的必需品,与此同时人们对汽车的安全性和耐用性的要求也越来越高。镀锌高强钢板因其优异的力学性能及耐腐蚀能力被越来越多地应用于汽车制造中,其主要的焊接方式为电阻点焊。然而,镀锌高强钢板点焊由于其焊点的凹痕较深,导致熔核区、塑性环区和凹痕区域相互重叠使熔核区的边缘难以分辨,熔核直径不易确定;另外在点焊过程中气化的锌或会卷入熔核中使焊点内产生气孔缺陷。因此,建立一种有效的镀锌高强钢板点焊质量评价方式尤为重要。计算机技术的发展使超声检测技术有了长足的进步,目前已经可以将超声波以数字信号的形式存储于计算机当中,并利用软件将这些信号包含的时域、频域的信息以波形图、二维图等方式展现出来方便检测人员进行分析。为实现镀锌高强钢板点焊质量的评价,本文对镀锌高强钢板点焊试样的超声检测进行了研究。本文使用牌号为H260YD+Z的镀锌高强钢板制备点焊试样,并对点焊试样进行金相观察、表面形貌观察以及超声检测。为测得良好的超声检测数据,本文研制了点焊质量全自动超声波无损检测装置,实现了耦合剂自动填涂、探头的自动扫查、数据的收集和储存以及简单的C扫描成像,为镀锌高强钢板点焊质量的超声检测研究提供了良好的平台。本文通过分析镀锌高强钢板焊点截面的金相图,发现镀锌高强钢板焊点的凹痕起始区域对应焊点的塑性环区,凹痕的斜坡区域以及凹痕内的平坦区域对应焊点的熔核区。结合金相图分别对焊点各个区域的超声A扫描信号的时域及频域进行分析后,得到了熔核直径在时域和频域上的测量值,将时域及频域上的测量值与实际值对比后发现在频域上测得的熔核直径偏差较小。本文分别提取扫查区域各点时域信号第一回波峰值以及焊点内各个区域特征频率的振幅值作为特征值进行超声C扫描成像,并结合试样的表面形貌进行对比分析。研究发现,提取母材区特征频率幅值生成的C扫描图像可以真实、有效地反映出焊点的表面形貌以及内部结构。利用图像增强和边缘检测技术对该图像进行处理后,最终得到能够清晰地分辨出焊点各个区域的二维图像。该方法测得的熔核面积与真实值吻合良好。本文对镀锌高强钢板焊点气孔缺陷的超声检测进行了研究,对含气孔缺陷试样的超声A扫描信号以及超声C扫描图像进行了分析,研究出了可以准确、有效地检测出缺陷大小和位置的方法。
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TG441.7
【图文】：

波形,试样,无缺陷,底波

吉林大学硕士学位论文当试样中没有缺陷时，接收到的超声信号波形如图 1.2-a）所示，在接收端的屏幕上只存在始波 T 和底波 B；当试样中存在小于声束截面的缺陷时，超声波会在缺陷处时发生部分反射，在始波 T 与底波 B 之间会有缺陷波 F 出现，根据缺陷波的声程以及振幅可以确定缺陷在试样中的位置和大小，并且由于部分超声波在缺陷界面反射所以底波的振幅会降低，如图 1.2-b）所示。当存在面积超过声束截面的缺陷时，所有的超声波会在缺陷界面处发生反射，此时在接收端屏幕上将不会出现底波 B，只有始波 T和缺陷波 F，如图 1.2-c）。

原理图,穿透法,原理图

但是脉冲反射法也存在一定的缺点：（1）对于与声束不垂直的界面，由于折射的作用会使部分超声信号无法被探头接收，造成漏检现象；（2）因为声波需要往返于工件内部，所以不适用于具有高衰减率的材料。2）脉冲透射法：脉冲透射法使用两个探头分别用来发射和接受超声波信号，将这两个探头置于试样的两侧且让他们处于同一条声轴线上，在保证两个探头都能良好耦合的情况下，声波可以从入射探头进入试样，穿过试样由接收探头收集并显示在屏幕上，通过分析超声波的变化情况可以得到试样内部结构[29]。当试样内部没有缺陷时，屏幕上存在始波T 和振幅较大的回波 B 如图 1.3-a）；当试样内部存在不完全阻挡声束的较小缺陷时，屏幕上存在始波 T 和振幅较小的回波 B 如图 1.3-b）；当试样内部存在可以完全阻挡声束的较大缺陷时，在屏幕上只存在始波 T 如图 1.3-c）。

电极,尺寸,高强钢板,弧焊机

omposition of the H260YD+Z galvanMn≤ P≤ S≤ 0.9 0.08 0.0252.2 H260YD+Z 镀锌高强钢板的力学nical properties of the H260YD+Z ga抗拉强度（Mpa） 380-440 流弧焊机所不具备的诸多优点，表此本文制备镀锌高强钢板点焊试样使用锥形电极，尺寸如图 2.1 所示

【参考文献】