Способ ультразвукового контроля качества изделий с соединением сваркой давлением Советский патент 1989 года по МПК G01N29/04 

Изобретение относится к акустическим методам неразрушающего контроля и может быть использовано при ультразвуковом (уз) контроле качества изделий с соединением сваркой давлением.

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

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

Способ уз контроля качества изделий с соединением сваркой давлением заключается в следующем. Излучают в контролируемый участок изделия со сварным соединением импульс уз колебаний. Принимают эхо-импульсы уз колебаний, отраженные донной поверхностью изделия и сварным 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 4 и fz в суммарных спектрах эхо-сигналов с соответствуЗь00

со со ел

со

клдими радиоимпульсами. Затем излучают импульс уз колебаний в материал изделия без сварного соединения толщиной, равной толщине контролируемого участка, и принимают отраженный донной поверхностью эхо-импульс уз коле- баний, В блоке обработки сигналов об- преобразуют этот-эхо-импульс уз колебаний в электрический эхо-сигнал и генерируют с задержкой относительно него дополнительный радиоимпульс. Измеряют частоту минимума fj в суммарном спектре эхо-сигнала от донной поверхности материала изделия без

сварного соединения с дополнительньм радиоимпульсом. Качество сварного соединения изделия определяют по измеренным частотам минимума f 1 , f и f.

Устройство, реализующее способ уз контроля качества изделий с соединением сваркой давлением, содержит последовательно соединенные импульсный генератор I, широкополосный усилитель 2, временной селектор 3, блок 4 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- ра 6, и уз преобразователь 9, электрически соединенный с выходом генератора I 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 на участок контролируемого изделия

10толщиной h со сварным соединением

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

Q 5

0 5 0

д

д

5

С выхода селектора 3 выбранный эхо- сигнал поступает в блок 4 задержки, обеспечивающий задержку сигнала, например на время Т 1/2 f , где f - 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 селектора 3 и задержанный относительно него радиоимпульс с выхода генератора 6. Величина задержки Т обеспечивает наличие в области середины суммарного спектра эхо-сигнала и радиоимпульса, регистрируемого анализатор 8 минимума. 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 Il с соответствующим радиоимпульсом. Затем устанавливают уз преобразователь 9 на материал изделия Ю 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 fj минимума суммарного спектра донного эхо-сигнала на образце и соответствующего радиоимпульса. Вычисляют значение коэффициента k (f , + Јг)/% и определяют по его величине качество сварного соединения П изделия 10, Возрастание вели- ;чины коэффициента k свидетельствует об ухудшении качества сварного соединения 11 изделия 10.

На фазу коэффициента отражения уз 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 ft минимума суммарного спектра донного эхо-сигнала от изделия со сварным соединением и задержанного относительно него радиоимпульса, а также частоты f минимума суммарного спектра эхо-сигнала от зоны сварного соединения и задержанного относительно

него радиоимпульса и вычисления отношения суммы этих частотных минимумов к частоте fj 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 повыпается 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 ультразвукового контроля качества изделий 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

электрические эхо-сигналы, генерировании J- в блоке обработки сигналов радиоимпульсов с задержкой относительно эхо-сигналов от донной поверхности изделия, измерении частоты минимума в суммарном спектре донных эхо- сигналов и радиоимпульсов и определении с помощью измеренных частот качества изделия, отлич а ю щ и и - с я тем, что, с целью повышения чувствительности контроля, дополнительно излучают в материал изделия 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 эхо- сигнал, генерируют в блоке обработки сигналов радиоимпульсы с задержкой относительно дополнительного эхо-сигнала и эхо-сигнала, отраженного сварным соединением, дополнительно измеряют частоты минимума в суммарном спектре эхо-сигнала от сварного сое- 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.

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 F₁ и F₂ 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 F₃ минимума и определяют по соотношению (F₁ + F₂)/F₃ качество сварного соединения изделий. 1 ил, 1 табл.