齒輪環(huán)激光焊縫深度超聲檢測的研究.pdf

1、超聲波檢測技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于材料及機械零部件的微觀組織、微觀及宏觀不連續(xù)性的評價與檢測中。針對具體的被檢對象需要采取不同的檢測方式，同時，還需根據(jù)具體情況設(shè)計不同的超聲換能器，才可將被檢試件中的非連續(xù)性等準(zhǔn)確檢出或精確定位。 該研究的檢測目標(biāo)是齒輪環(huán)激光焊縫熔深，檢測基于以下原理：焊接良好的區(qū)域，超聲波幾乎可完全透過，而非焊接或者焊接不佳的區(qū)域由于存在界面造成超聲波反射；利用換能器在齒輪內(nèi)孔中移動兩次接收到反射波，通過測量換能器

2、兩次接收到反射波之間所移動的距離確定焊縫熔深。 針對齒輪環(huán)激光焊縫這一特殊被檢對象，該研究首先設(shè)計球面聚焦超聲換能器聲透鏡，然后開發(fā)設(shè)計特殊的聲透鏡，并分別將兩種聲透鏡應(yīng)用于超聲換能器中。此外，依據(jù)被檢齒輪制作一校準(zhǔn)件，對換能器性能進行評價。結(jié)果表明，該研究開發(fā)設(shè)計的換能器不僅檢測靈敏度相對球面聚焦換能器提高30分貝，信噪比也有顯著提高，各檢測結(jié)果的誤差值相對球面聚焦換能器大大減小。因此，實際檢測齒輪環(huán)焊縫熔深時，采用新設(shè)計超聲

3、換能器。 為實現(xiàn)齒輪環(huán)激光焊縫深度的自動檢測，該研究設(shè)計專門的檢測系統(tǒng)和機械傳動系統(tǒng)。檢測采用高速數(shù)據(jù)同步采集系統(tǒng)，快速采集來自超聲探傷儀器的信號，并運用先進的計算機對各種信號進行分析、處理。機械傳動系統(tǒng)具備超聲換能器在齒輪內(nèi)孔中勻速上升，齒輪同時旋轉(zhuǎn)的能力。整套檢測裝置運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、可靠性高。 實際檢測齒輪環(huán)激光焊縫熔深過程中，由于齒輪上部外表面為傾斜的圓弧面且該圓弧面與焊接區(qū)域連接的部位由于焊接工藝產(chǎn)生了圓弧面，導(dǎo)致超聲