Способ крепления преобразователей сигналов акустической эмиссии с волноводом к объекту контроля Советский патент 1989 года по МПК G01N29/00 

1

Изобретение относится к акустическим методам неразрушающего контроля и может быть.использовано при контроле методом акустической эмиссии «(АЭ) различных металлических объектов.

Целью изобретения является повы- ч шение производительности и расширение обла1сти применения вследствие обеспечения возможности крепления за сокращенный период времени преобразователей сигналов АЭ к объектам контроля без деформации последних и без создания в них поля остаточных напряжений.

Способ контроля преобразователей сигналов АЭ с волноводом к объекту контроля заключается в следующем.

Производят лужение рабочей поверхности волновода приемника и поверхности зоны предстоящего контакта объекта контроля с рабочей поверхностью волновода приемника. Подсоединяют- контакты источника тока: один - к объекту контроля, а другой - к волноводу преобразователя. Прижимают волновод к объекту контроля и пропускают через зону контакта ток от источника тока. Величину тока выбирают в интервале значений 8-30 А/мм и пропускают ток до момента расплавления припоя.

Способ крепления преобразователей сигналов АЭ с волноводом к объекту.

31А62180

контроля реализуется следуюп1нм обрачима

зом.

Предварительно к преобразователю сигналов АЭ диаметром 10 мм из пьезоэлектрической керамики ЦСТ-19 жестко прикрепляют с помощью эпоксидного клея цилиндрический волновод диаметром 10 мм и длиной 12 мм. Материал волновода выбирают соответствующим ма- териалу объекта контроля,т.е. позволяю щим производить пайку волновода с объек 1 том контроля избраннь1М припоем. Так,при iконтроле объекта из сплава вол- |новад также изготавливают из сплава l AMp-6. Поперечное сечение волновода соответствует поперечному сечению ;пьеэоэлемента приемника. Длину вол- ;новода выбирают как можно меньше, но :достаточной для надежного контакта i токоподводящих проводников источника тока с боковой поверхностью волновода. Рабочую поверхность волновода и : поверхность зоны контакта объекта контроля залуживают, например, ультразвуковым паяльником с применением ацетилсалициловой кислоты с канифоль в качестве флюса и в качестве припоя - оло-вянно-свинцового припоя ПОС-40. Присоединяют проводник контакта (медный провод сечение 80 мм и длиной 1,5 м) к волноводу путем прижима к последнему двух половинок отрезка медной трубки длиной 10 мм с внутренним диа;метром 10 мм и толщиной стенки 3 мм. Другой аналогичньй проводник контакта подсоединяют к объекту контроля - пластине, винтовы прижимом. В качестве источника тока используют, например, понижающий трансформатор мощностью 500 Вт с напряжением холостого хода выходной обмотки 1,6 В. Обеспечив надежньй электрический контакт с минимальным переходным сопротивлением,прижимают рабочую поверхность волновода к месту крепления на объекте контроля и подают ток плавления, величину которого выбирают в диапазоне значений от

8 А/мм до 30 А/мм . Ток через зону контакта пропускают до момента расплавления припоя, наблюдаемого, например, визуально. После отключения источника тока отсоединяют контакты от волновода и объекта контроля. При объекте контроля - пластине толщиной 2 мм и- токе величиной 12 А/мм процесс крепления приемника сигналов АЭ занимает в среднем 105 с.

При выборе нижнего предела величины тока плавления в расчет принималась зависимость:

0

где 1„ин минимальный ток, требуемьй для плавления контактного материала Л, m - коэффициент, определяемый

контактным материалом, d - диаметр зоны контакта, мм. При пайке чистым оловом (,8) 5 волновода с минимальным диаметром 10 мм минимальньй ток равен 1;,цн « С учетом влияния теплоотвода от зоны расплавления и необходимости достаточно быстрого расплавления контактного материала (не более 1с) для предотвращения перегрева пьезоэлемен- та преобразователя нижний предел выбирается как 1,5 I, . При токе менее 8 А/мм может произойти либо холодный 5 спай, характеризуемый плохим акустическим контактом, либо перегрев пье- зозлемента преобразователя за счет увеличения времени плавления контактного материала. При выборе верхнего предела величины тока плавления в

0

расчет принимались величина то0

ка, при котором происходит контактная сварка соединяемых материалов - 100 А/мм. С учетом необходимости предотвращения возможного поврежде ния объекта контроля в результате возникновения остаточных напряжений и деформаций, а также нарушения структуры материала объекта за счет локального отжига, верхний предел выбирается как 1иакс-/3. При токе более 30 А/мм2 даже при интенсивн ом тепло- отводе из зоны контакта невозможно визуально определить момент расплавления контактного материала, что может привести к перегреву пьезозлемен- та преобразователя, а также к разбрызгиванию припоя и, как следствие, ухудшению акустического контакта. Выбор диапазона значений тока плавле50 ния проверен экспериментально. Для снижения тепловьщеления в волноводе при прохождении через него тока плавления следует использовать для изготовления волновода материал с возмож-,

55 но меньшим удельным сопротивлением.

Применение электроконтактной пайки для крепления преобразователе 4 сигналов АЭ с волноводом к объекту

45

контроля гарантирует отсутствие остаточных напряжений и деформаций в объекте контроля и позволяет произвести крепление в 3 раза быстрее относительно крепления с помощью сварки.

Формула изобретения

Способ крепления преобразователей сигналов акустической эмиссии с волноводом к объекту контроля, заключающийся в прижиме рабочей поверхности волновода к объекту контроля, подсоединении одного из контактов источни

ка тока к объекту контроля и пропускании электрического тока через зону контакта, отличающийся тем, что, с целью повьшения производительности и расширения области применения, перед прижимом волновода производят лужение его рабочей поверхности и поверхности зоны контакта объекта контроля и подсоединяют второй контакт источника тока к волноводу, а ток через зону контакта величиной от 8 до 30 А/мм пропускают до момента полного расплавления припоя.

Изобретение относится к акустическим методам неразрушающего контроля. Целью изобретения является повышение производительности и расширение области применения за счет более быстрого крепления приемников сигналов акустической эмиссии к объектам контроля без нарушения формы и структуры последних благодаря использованию электроконтактной пайки. Рабочую поверхность волновода приемника сигналов акустической эмиссии и поверх - ность объекта контроля в зоне контакта залуживают припоем. Контакты источника тока подсоединяют к волноводу и объекту контроля. Прижимают волновод к объекту контроля в зоне контакта и пропускают через нее ток заданной величины. Пропускание тока завершают в момент расплава припоя.