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铝合金薄板点焊焊点超声回波特征分析与提取

刘凯  
【摘要】: 点焊和熔焊技术相比,具有加热时间短、焊接变形小等优点,已经广泛应用于汽车工业和航天航空领域。铝合金密度小、耐腐蚀能力强,是航天航空领域的重要结构材料。但铝合金焊接性较差,容易产生缺陷,而航天航空领域的一些重要部件对铝合金点焊焊点质量要求较高,必须保证点焊焊点连接强度,并对熔核直径的大小有一定的要求,而目前缺少简便、可靠的无损检测手段。 本文首先研究了铝合金点焊焊点不同区域的超声回波特征,发现点焊件结合线处的回波高度和靠近熔核的距离有关,可以选定点焊件上层板的底面一次回波的波峰作为熔核直径的标志点,通过计算标志点的坐标,可以测量点焊焊点的熔核直径。超声B扫描图像和A扫描信号有很强的关联性,并且显示比较直观,本文在分析B扫描图像特征的基础上,研究了采用图像处理技术获得熔核直径的方法,并开发了可用于点焊焊点熔核直径测量的软件。 超声相控阵具有电子扫描功能,通过控制晶片激发的延迟可以实现B扫描成像方式,本文还探讨了采用相控阵技术测量点焊焊点直径的可行性。最后,通过金相照片验证了熔核直径的超声测量值的精度。研究结果表明,A扫描信号法和B扫描图像法的偏差较小;虽然相控阵法的扫描效率高,但是其检测精度受探头的结构和频率的影响较大,通过改进探头的结构,优化检测参数,可以成为一种方便实用的点焊焊点直径检测方法。


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