Способ ультразвукового контроля качества изделий с соединением сваркой давлением

 

Изобретение относится к акустическим методам неразрушающего контроля. Целью изобретения является повышение чувствительности контроля за счет обеспечения возможности регистрации дефектов с низкой концентрацией благодаря дополнительному измерению частот минимума суммарных спекторов эхо-импульсов от зоны сварного соединения и от донной поверхности эталона. Излучают импульсы ультразвуковых (УЗ) колебаний в изделие с соединением сваркой давлением, принимают эхо - импульсы от донной поверхности и зоны сварного соединения, преобразуют их в блоке обработки в электрические эхо-сигналы и генерируют с задержкой относительно них радиоимпульсы. Измеряют частоты F<SB POS="POST">1</SB> и F<SB POS="POST">2</SB> минимума в суммарном спектре эхо-сигналов и соответствующих радиоимпульсов. Излучают импульсы УЗ- колебаний в эталон из материала изделия равной ему толщины и принимают донной эхо-импульс. АНАЛОГИЧНО ИЗМЕРЯЮТ ЧАСТОТУ F<SB POS="POST">3</SB> минимума и определяют по соотношению (F<SB POS="POST">1</SB> + F<SB POS="POST">2</SB>)/F<SB POS="POST">3</SB> качество сварного соединения изделий. 1 ил, 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ.

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я) 4 | Ol N 29/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ fKHT СССР (21) 4314402/25-28 (22) 09.10.87, (46) 30.05.89. Бюл. У 20 (71) Московский авиационный технологический институт им. К.Э. Циолковского (72) А. В. Захаров и Н. Е. Макаров (53) 620. 17 9. 1 6 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

И 1206691, кл. G OI N 29/04, 1984.

Авторское свидетельство СССР

Р 1206690, кл. G 01 N 29/04, 1984 ° (54) СПОСОБ УЛЬТРАЗВУКОВОГО КОНТРОЛЯ

КАЧЕСТВА ИЗДЕЛИЙ С СОЕДИНЕНИЕМ СВАРКОЙ ДАВЛЕНИЕМ (57) Изобретение относится к акустическим методам неразрушающего контроля. Целью изобретения является повьппение чувствительности контроля за счет обеспечения возможности регистрации дефектов с низкой концентрациИзобретение относится к акустическим методам неразрушающего контроля и может быть использовано при ультразвуковом (уз) контроле качества изделий с соединением сваркой давлением.

Целью изобретения является повьппение чувствительности контроля за счет учета степени рассеивания уз колебаний дефектами соединения сваркой давления различных размеров и концентрации.

На чертеже представлено устройство, реализующее способ уз контроля качества иэделий с соединением сваркой давлением.

„„SU„„1483353 А1

2 ей благодаря дополнительному измере- нию частот минимума суммарных спектров эхо-импульсов от зоны сварного соединения и от донной поверхности эталона. Излучают импульсы ультразвуковых (УЗ) колебаний в изделие с соединением сваркой давлением, принимают эхо-импульсы от донной поверхности и эоны сварного соединения, преобразуют их в блоке обработки в электрические эхо-сигналы и генерируют с задержкой относительно ния радиоы|пульсы. Измеряют частоты f< и f< минимума в суммарном спектре эхо-сигналов в соответствующих радиоимпульсов. Излучают импульсы УЗ-колебаний в эталон из материала изделия равной ему толщины и принимают донный эхо|п|пульс. Аналогично измеряют частоту

f минимума и определяют по соотношез нию (f, + f )/f качество . сварного соединения изделий. 1 ил., I табл.

Способ уз контроля качества изде- ©ф лий с соединением сваркой давлением (;А заключается в следующем. Излучают в контролируемый участок изделия со сварным соединением импульс уз колебаний. Принимают эхо-импульсы уз колебаний, отраженные донной поверхностью изделия и сварньк соединением.

В блоке обработки сигналов преобразуют принятые эхо-импульсы уз колебаний в электрические эхо-сигналы и генерируют радиоимпульсы с задержкой относительно эхо-сигналов. Измеряют частоты минимума f, и f, в суммарных спектрах эхо-сигналов с соответству1483353 ющими радиоимпульсами. Затем излучают импульс уз колебаний в материал изделия без сварного соединения толщиной, равной толщине контролируемого

5 участка, и принимают отраженный донной поверхностью эхо-импульс уз колебаний. В блоке обработки сигналов обпреобразуют этот эхо-импульс уз коле" баний в электрический эхо-сигнал и lp генерируют с задержкой относительно него дополнительный радиоимпульс. Измеряют частоту минимума f. в суммар3 ном спектре эхо-сигнала от донной пов ерхно сти материала изделия б ез сварного соединения с дополнительным радиоимпульсом. Качество сварного соединения изделия определяют по измеренным частотам минимума f„, f и Е .

Устройство, реализующее способ уз контроля качества изделий с соединением сваркой давлением, содержит последовательно соединенные импульсный генератор 1, широкополосный усилитель 2, временной селектор 3, блок 4 25 задержки, формирователь 5 синхроимпульсов и генератор 6. Устройство также содержит осциллограф 7 и анализатор 8 спектра, входы которых соединены с выходами селектора 3 и генерато- 30 ра Ь, и уз преобразователь 9, электрически соединенный с выходом генератора 1 и входом усилителя 2. Позицией 10 обозначено контролируемое изделие с соединением 11 сваркой давлением.

Способ уз контроля качества изделий с соединением сваркой давлением реализуют следующим образом.

Устанавливают уз преобразователь 9 40 на участок контролируемого изделия

10 толщиной h co сварным соединением

11, Генератор 1 вырабатывает импульс электрических колебаний, . возбуждающий уз преобразователь 9. УЗ преобразователь 9 излучает импульс уз колебаний в изделие 10 и принимает эхоимпульсы, отраженные донной поверхностью изделия 10 и зоной сварного соединения 11. Эти эхо-импульсы трансформируются преобразователем 9 в электрические эхо-сигналы, которые поступают на вход усилителя 2. С выхода усилителя 2 эхо-сигналы поступают на временной селектор 3 и селек55 тируются по отдельности: сначала первый — отраженный зоной сварного соединения I l, затем второй — отраженный донной поверхностью изделия 10.

С выхода селектора 3 выбранный эхосигнал поступает в блок 4 задержки, обеспечивающий задержку сигнала, например на время = 1/2 f, где f.

"рУ р частота максимальной составляющей донного эхо-импульса. Задержанный сигнал поступает на формирователь 5 синхроимпульсов, который формирует синхроимпульс, запускающий генератор

6. Генератор 6 формирует эталонный радиоимпульс. На входы осциллографа

7 и анализатора 8 спектра поступают выбранный эхо-сигнал с выхода селекгора 3 и задержанный относительно неro радиоимпульс с выхода генератора

6. Величина задержки Тобеспечивает наличие в области середины суммарного спектра эхо-сигнала и радиоимпульса, регистрируемого анализатор 8 миничума. Измеряют частоту f. минимума

1 суммарного спектра донного эхо-сигнала с соответствующим радиоимпульсом и частоту f минимума суммарного спектра эхо-сигнала от зоны сварного соединения 11 с соответствующим радиоимпульсом. Затем устанавливают уз преобразователь 9 на материал изделия

10 без сварного соединения толщиной

h, например, на. эталонный образец (не показан}. Излучают импульс уэ колебаний в образец, принимают эхо-им-пульс, отраженный донной поверхностью образца, и аналогичным образом измеряют частоту f минимума суммарного спектра донного эхо-сигнала на образце и соответствующего радиоимпульса, Вычисляют значение коэффициента k (f, + ) /f и определяют по его величине качество сварного соединеI ния 11 изделия 10. Возрастание величины коэффициента k свидетельствует об ухудшении качества сварного соединения 11 изделия 10.

На фазу коэффициента отражения уэ колебаний зоны сварного соединения главным образом влияет размер непро» варов, а на фазу коэффициента прозрачности основное влияние оказывает коэффициент затухания, величина которого зависит от концентрации дефектов. В результате измерения частоты

f минимума суммарного спектра донного эхо-сигнала от изделия со сварньм соединением и задержанного относительно него радиоимпульса, а также частоты f минимума суммарного спектр ра эхо-сигнала от зоны сварного соединения и задержанного относительно

Средний размер непровара, мкм

Зона контроля

1 5480 5682

2 5217 5555

3 5281 5600

4 5363 5160

5 4950 5160

5720 1, 95

5720 1,88

5720 1,89

5720 1,84

5720 1,77

l5

10 него радиоимпульса и вычисления отношения суммы этих частотных минимумов к частоте f. минимума суммарного спектра донного эхо-сигнала от эталона и задержанного относительно него радиоимпульса, являющейся в данном случае нормировочной, получается .,коэффициент k, величина которого непосредственно определяет качество сварного соединения. Чувствительность контроля повьипается за счет обеспечения возможности оценки качества сварного соединения, полученного сваркой давлением, и при низкой концентрации дефектов.

При контроле диффузионной сварки изделия толщиной 50 мм преобразователем с рабочей частотой 5 МГц и полосой пропускания на уровне 0,5—

2,5 МГц получены результаты, приведенные в таблице.

Формула изобретения

Способ ультразвуковorо контроля качества иэделий с соединением сваркой давлением, заключающийся в излучении в контролируемый участок изделия со сварным соединением импульса ультразвуковых колебаний, приеме отраженных в изделии эхо-импульсов ультразвуковых колебаний, преобразовании эхо-импульсов ультразвуковых колебаний в блоке обработки сигналов в

83353 6 электрические эхо-сигналы, генерировании:." в блоке обработки сигналов радиоимпульсов с задержкой относительно эхо-сигналов от донной поверхно5 сти изделия, измерении частоты минимума в суммарном спектре донных эхосигналов и радио импульсов и определении с помощью измеренных частот качества изделия, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью повышения чувствительности контроля, дополнительно излучают в материал иэделия без сварного соединения с толщиной, равной толщине контролируемого участка, импульс ультразвуковых колебаний, принимают дополнительный эхо-импульс ультразвуковых колебаний, отраженный донной поверхностью изделия без свар,ного соединения, преобразуют дополнительный эхо-импульс в блоке обработки сигналов в электрический эхосигнал, генерируют в блоке обработки сигналов радиоимпульсы с задержкой

25 относительно дополнительного эхо-сигнала и эхо-сигнала, отраженного сварным соединением, дополнительно измеряют частоты минимума в суммарном спектре эхо-сигнала от сварного сое-. щ0 динения и эхо-сигнала от донной поверхности материала изделия без сварного соединения с соответствующими радиоимпульсами и по всем измеренным частотам определяют качество сварного соединения изделия.

1483353

Со став ит ель В . Гондаре в скин

Редактор Н. Горват Техред Л.Олийнык Корректор Л. Пилипенко

Заказ 2821/41 Тиоаж 789 Подписное

BHHHIIH Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101