超声C扫描在C/SiC复合材料与钛合金薄板钎焊质量中的应用
发布时间：2020-12-10 20:04
通过超声水浸脉冲法对C/SiC复合材料的声阻抗进行测定,结果表明,其声阻抗介于(4.0~4.7)×106kg/m2s之间;未焊合时界面反射系数约为1,焊接良好时界面反射系数介于0.71~0.74之间。为使未焊合时界面反射信号幅度比焊接良好时至少相差6 d B,C扫描检测时应监测二次以上界面反射信号幅度,并采用金相的方法对C扫描结果进行验证,二者一致性较好。
【文章来源】：宇航材料工艺. 2015年06期 第87-90页 北大核心
【文章页数】：4 页
【部分图文】：
/SiC与钛合金焊合时与未焊合时界面反射的特征波形
1为钛合金的声阻抗，z2为C/SiC声阻抗，由于C/SiC的声阻抗一定比0大，此时pr＜p0，界面反射信号会随着反射次数的增加而衰减，而未焊合时，z2为空气的声阻抗，由于空气的声阻抗几乎为零，此时pr≈p0，界面反射信号会随着次数的增加，缓慢衰减。图1C/SiC与钛合金焊合时与未焊合时界面反射的特征波形Fig．1CharacteristicreflectionwavefromweldinginterfaceofC/SiCandtitaniumalloy1．2C/SiC声阻抗对选择界面信号的影响C/SiC为为各向异性材料，声衰减大、频散严重，C/SiC声阻抗的测试方法按图2所示方法进行，测试原理如式(2)所示。zC/SiC=A+ＲA－ＲzwaterＲ=zsteel－zwaterzsteel－zwaterA=psteelpC/SiC(2)式中，zC/SiC为C/SiC的声阻抗;zsteel为钢的声阻抗4．5×107kg/m2．s;zwater为水的声阻抗1．5×106kg/m2．s;psteel为钢上表面的反射波高;pC/SiC为C/SiC上表面的反射波高。测试前，先将等厚度的C/SiC试样和不锈钢试样表面磨平抛光成镜面，比较相同检测灵敏度(分贝值)下不锈钢试块上表面与C/SiC试样上表面反射信号的幅度，并通过式(2)得到C/SiC的声阻抗。图2反射法测量C/SiC声阻抗示意图Fig．2Diagramofthepulse-echomethodfortestingtheacousticimpedanceofC/SiCC/SiC声阻抗的测试结果如图3所示，可以看出，与钢不同的是，各向异性的C/SiC，组织不均匀，各测试点的密度和声速不是定值，因此材料的声阻抗也不是定值，图中C/SiC的声阻抗在(4．0～4．7)×106kg/m2s变化，由式(1)可知，焊接良好时一次界面反射系数在0．71～0．74，因此，为了使焊接良好与未焊合时界面反射信号相差至少6dB，
幅度，并通过式(2)得到C/SiC的声阻抗。图2反射法测量C/SiC声阻抗示意图Fig．2Diagramofthepulse-echomethodfortestingtheacousticimpedanceofC/SiCC/SiC声阻抗的测试结果如图3所示，可以看出，与钢不同的是，各向异性的C/SiC，组织不均匀，各测试点的密度和声速不是定值，因此材料的声阻抗也不是定值，图中C/SiC的声阻抗在(4．0～4．7)×106kg/m2s变化，由式(1)可知，焊接良好时一次界面反射系数在0．71～0．74，因此，为了使焊接良好与未焊合时界面反射信号相差至少6dB，检测时应选择二次以上界面回波。图3C/SiC声阻抗测试结果Fig．3ＲesultoftheacousticimpedanceofC/SiC2实验在制作试样时，人工缺陷是通过在相应区域不填充钎料的方法制得，成型后人工缺陷处的金属层与C/SiC之间形成空腔，模拟未焊合缺陷，实验共制作2件试件，试样外观及人工缺陷位置如图4所示。其中预置的人工缺陷形状呈三角形，用于考察检测分辨力，缺陷尺寸如表1所示。实验采用仪器为USIP40超声波探伤仪，15MHz喷水探头，自主研发的C扫描检查系统。—88—宇航材料工艺http://www．yhclgy．com2015年第6期
【参考文献】：
期刊论文
[1]C/SiC与TC4钎焊接头的热震性能[J]. 吴永智,李海刚,毛建英,毕建勋,梁德彬. 宇航材料工艺. 2012(05)
[2]陶瓷基复合材料在喷管上的应用[J]. 张建艺. 宇航材料工艺. 2000(04)
硕士论文
[1]碳改性C/SiC复合材料的结构与性能[D]. 韩秀峰.西北工业大学 2006
本文编号：2909293
【文章来源】：宇航材料工艺. 2015年06期 第87-90页 北大核心
【文章页数】：4 页
【部分图文】：
/SiC与钛合金焊合时与未焊合时界面反射的特征波形
1为钛合金的声阻抗，z2为C/SiC声阻抗，由于C/SiC的声阻抗一定比0大，此时pr＜p0，界面反射信号会随着反射次数的增加而衰减，而未焊合时，z2为空气的声阻抗，由于空气的声阻抗几乎为零，此时pr≈p0，界面反射信号会随着次数的增加，缓慢衰减。图1C/SiC与钛合金焊合时与未焊合时界面反射的特征波形Fig．1CharacteristicreflectionwavefromweldinginterfaceofC/SiCandtitaniumalloy1．2C/SiC声阻抗对选择界面信号的影响C/SiC为为各向异性材料，声衰减大、频散严重，C/SiC声阻抗的测试方法按图2所示方法进行，测试原理如式(2)所示。zC/SiC=A+ＲA－ＲzwaterＲ=zsteel－zwaterzsteel－zwaterA=psteelpC/SiC(2)式中，zC/SiC为C/SiC的声阻抗;zsteel为钢的声阻抗4．5×107kg/m2．s;zwater为水的声阻抗1．5×106kg/m2．s;psteel为钢上表面的反射波高;pC/SiC为C/SiC上表面的反射波高。测试前，先将等厚度的C/SiC试样和不锈钢试样表面磨平抛光成镜面，比较相同检测灵敏度(分贝值)下不锈钢试块上表面与C/SiC试样上表面反射信号的幅度，并通过式(2)得到C/SiC的声阻抗。图2反射法测量C/SiC声阻抗示意图Fig．2Diagramofthepulse-echomethodfortestingtheacousticimpedanceofC/SiCC/SiC声阻抗的测试结果如图3所示，可以看出，与钢不同的是，各向异性的C/SiC，组织不均匀，各测试点的密度和声速不是定值，因此材料的声阻抗也不是定值，图中C/SiC的声阻抗在(4．0～4．7)×106kg/m2s变化，由式(1)可知，焊接良好时一次界面反射系数在0．71～0．74，因此，为了使焊接良好与未焊合时界面反射信号相差至少6dB，
幅度，并通过式(2)得到C/SiC的声阻抗。图2反射法测量C/SiC声阻抗示意图Fig．2Diagramofthepulse-echomethodfortestingtheacousticimpedanceofC/SiCC/SiC声阻抗的测试结果如图3所示，可以看出，与钢不同的是，各向异性的C/SiC，组织不均匀，各测试点的密度和声速不是定值，因此材料的声阻抗也不是定值，图中C/SiC的声阻抗在(4．0～4．7)×106kg/m2s变化，由式(1)可知，焊接良好时一次界面反射系数在0．71～0．74，因此，为了使焊接良好与未焊合时界面反射信号相差至少6dB，检测时应选择二次以上界面回波。图3C/SiC声阻抗测试结果Fig．3ＲesultoftheacousticimpedanceofC/SiC2实验在制作试样时，人工缺陷是通过在相应区域不填充钎料的方法制得，成型后人工缺陷处的金属层与C/SiC之间形成空腔，模拟未焊合缺陷，实验共制作2件试件，试样外观及人工缺陷位置如图4所示。其中预置的人工缺陷形状呈三角形，用于考察检测分辨力，缺陷尺寸如表1所示。实验采用仪器为USIP40超声波探伤仪，15MHz喷水探头，自主研发的C扫描检查系统。—88—宇航材料工艺http://www．yhclgy．com2015年第6期
【参考文献】：
期刊论文
[1]C/SiC与TC4钎焊接头的热震性能[J]. 吴永智,李海刚,毛建英,毕建勋,梁德彬. 宇航材料工艺. 2012(05)
[2]陶瓷基复合材料在喷管上的应用[J]. 张建艺. 宇航材料工艺. 2000(04)
硕士论文
[1]碳改性C/SiC复合材料的结构与性能[D]. 韩秀峰.西北工业大学 2006
本文编号：2909293
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jinshugongy/2909293.html
教材专著
