TiAl-40Cr擴(kuò)散焊界面超聲信號(hào)特征分析與缺陷智能識(shí)別研究.pdf

1、擴(kuò)散焊在航空航天、電子及核工業(yè)等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，在許多新材料的連接方面，其應(yīng)用范圍也日益擴(kuò)大。擴(kuò)散焊界面的缺陷嚴(yán)重影響界面的完整性、結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能進(jìn)而影響焊接結(jié)構(gòu)的在役服務(wù)性能。因此，采用無(wú)損檢測(cè)手段，掌握缺陷的類型、大小和位置，對(duì)保證焊接結(jié)構(gòu)的性能和使用壽命具有十分重要的意義。由于擴(kuò)散焊接頭中缺陷多為微米級(jí)，常規(guī)超聲波檢測(cè)該類缺陷非常困難，尤其對(duì)于異種材料擴(kuò)散焊質(zhì)量的檢測(cè)，因界面兩側(cè)材料聲阻抗的差異，進(jìn)一步增加了檢測(cè)的難度。

2、>　　采用改變擴(kuò)散焊溫度和焊接壓力的方式，制備了不同焊接質(zhì)量的試樣。應(yīng)用超聲波C掃描成像技術(shù)，獲得了試樣的界面C掃描圖像和包含界面信號(hào)的數(shù)據(jù)。從界面顯微結(jié)構(gòu)、接頭強(qiáng)度、斷口形貌和界面超聲信號(hào)等角度出發(fā)，闡述了擴(kuò)散焊界面未焊合缺陷、弱接合缺陷、微孔缺陷和焊接良好區(qū)域的各自特征。
　　分析了超聲波在鈦鋁金屬間化合物(TiAl)和40鉻鋼(40Cr)之間空氣間隙上的反射特性，揭示了反射系數(shù)的幅度和相位與超聲波頻率和空氣間隙厚度之間的關(guān)系

3、。采用傅立葉變換的方法研究了超聲波在TiAl和40Cr擴(kuò)散焊界面三種缺陷和焊接良好界面的幅頻和相頻特性，分析了檢測(cè)增益和探頭中心頻率對(duì)反射特性的影響。未焊合、弱接合和微孔缺陷的幅頻和相頻特性曲線與焊接良好界面信號(hào)的有明顯差別，利用幅頻和相頻特征可區(qū)分開三種缺陷和焊接良好界面。當(dāng)增益增加未引起信號(hào)飽和采樣時(shí)，對(duì)信號(hào)幅頻和相頻特性沒(méi)有影響。探頭的中心頻率增加，信號(hào)幅頻和相頻特性保持不變。
　　采用連續(xù)小波變換研究了TiAl和40Cr擴(kuò)

4、散焊界面缺陷和焊接良好信號(hào)的時(shí)頻特征，分析了四種復(fù)值小波表征信號(hào)時(shí)頻特征的性能以及小波參數(shù)、尺度與步長(zhǎng)對(duì)時(shí)頻特征的影響。采用時(shí)頻能量模圖像和時(shí)頻相位圖像表征了未焊合缺陷、弱接合缺陷、微孔缺陷和焊接良好界面信號(hào)的特征。時(shí)頻分析揭示了擴(kuò)散焊界面每一時(shí)刻的信號(hào)均具有相同的反射特性。
　　建立了擴(kuò)散焊界面缺陷智能識(shí)別模型，系統(tǒng)分析了訓(xùn)練樣本數(shù)量、核函數(shù)、參數(shù)優(yōu)化方法和特征值對(duì)模型性能的影響。實(shí)現(xiàn)了擴(kuò)散焊界面未焊合、弱接合和微孔缺陷的智能識(shí)