聲發(fā)射技術(shù)在焊接裂紋檢測中的應(yīng)用研究.pdf

1、焊接作為一種材料成型技術(shù)，被廣泛應(yīng)用于各種重大結(jié)構(gòu)工程及技術(shù)裝備的制造。金屬材料焊接時，由于焊接工藝選擇不當(dāng)或焊工操作不正確等原因，往往會導(dǎo)致焊縫或焊接熱影響區(qū)產(chǎn)生焊接裂紋，而焊接工藝的制定又與焊接材料、焊接方法、焊接工藝參數(shù)、構(gòu)件的形狀和厚度以及焊后熱處理狀態(tài)等多種因素有關(guān)，任何一種因素所帶來的不利影響都可能導(dǎo)致焊接裂紋的產(chǎn)生。要想實現(xiàn)理想的焊接過程控制和焊接質(zhì)量保證，有必要對焊接物理過程的現(xiàn)象及本質(zhì)進行深入的研究與分析。
　　

2、聲發(fā)射是能夠?qū)嵤┍碚魑锢憩F(xiàn)象本質(zhì)的一種無損測試方法。焊接過程中的電弧燃燒、熔滴過渡和金屬材料的受力變形、相變、結(jié)晶凝固、位錯運動以及裂紋的產(chǎn)生與擴展等事件都伴隨著彈性能量釋放，均會在焊件中產(chǎn)生聲發(fā)射信號。因此可以通過分析接收到的聲發(fā)射信號來監(jiān)測焊接質(zhì)量和幫助判斷焊接構(gòu)件的完整性和可服役性，適于焊接過程及焊件服役過程的早期事故預(yù)報。聲發(fā)射(AE)檢測技術(shù)正在被越來越廣泛地用于材料的變形和斷裂行為實時動態(tài)監(jiān)測和分析。
　　本文在廣泛查

3、閱國內(nèi)外科技文獻資料的基礎(chǔ)上，歸納總結(jié)了聲發(fā)射技術(shù)基本原理和應(yīng)用現(xiàn)狀，進行了聲發(fā)射檢測技術(shù)用于焊接裂紋監(jiān)測的實用化研究。重點討論了裂紋產(chǎn)生的聲發(fā)射產(chǎn)生和傳播原理，研究了聲發(fā)射小波分析的分解和重構(gòu)過程，對焊接裂紋聲發(fā)射監(jiān)測系統(tǒng)進行了軟、硬件設(shè)計，并開發(fā)了一套基于虛擬儀器技術(shù)的焊接裂紋聲發(fā)射監(jiān)測分析系統(tǒng)平臺。該系統(tǒng)的硬件部分由微型計算機、聲發(fā)射傳感器、放大和濾波電路及A/D數(shù)據(jù)采集卡等組成，軟件部分則以LabVIEW虛擬儀器并結(jié)合工程數(shù)學(xué)軟

4、件Matlab進行設(shè)計，同時利用現(xiàn)代化的信號處理手段對采集到的聲發(fā)射信號進行分析與處理。
　　系統(tǒng)實現(xiàn)了信號采集、頻率分析、小波分解、小波重構(gòu)、功率譜分析、參數(shù)提取等模塊功能，并通過對鑄鐵件和45號鋼在不同拘束條件下焊接時的焊接接頭的聲發(fā)射數(shù)據(jù)進行采集和對比分析，得出其不同的裂紋信號特征，驗證了裂紋信號頻率主要集中在110kHz到190kHz之間，以及小波去噪的有效性，發(fā)現(xiàn)了一些有助于深入研究分析焊接裂紋的現(xiàn)象和規(guī)律，為最終實現(xiàn)將