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搅拌摩擦焊缺陷的无损检测技术研究

孟永乐  
【摘要】:搅拌摩擦焊是一种新型固相焊接技术,避免了气孔、夹杂、凝固裂纹等缺陷的产生,但当焊接工艺参数选择不合理时,焊缝中会出现紧贴、细微和位向复杂的缺陷,增加了无损检测的难度,影响了搅拌摩擦焊技术的推广应用。 本文以铝合金搅拌摩擦焊焊缝中常见的包铝层伸入、隧道型缺陷、疏松、未焊透、紧贴型缺陷为检测对象,分析单晶和双晶斜探头检测缺陷的超声静态波形特征。试验结果表明,单晶和双晶斜探头检测的缺陷静态波形较相似。包铝层伸入的静态波形中有两束峰值不同的波峰;隧道型缺陷的静态波形中有多个峰值不同的波峰;疏松的静态波形中有多个峰值相近的波峰,但隧道型缺陷的峰值高于疏松;未焊透的静态波形中只有单束波峰,其峰值高于其它三种缺陷。双晶斜探头检测灵敏度高于单晶斜探头,单晶斜探头可检出尺寸大于2mm的缺陷,双晶斜探头可检出尺寸大于0.8mm的缺陷。 针对单晶和双晶斜探头不能检出尺寸小于0.8mm的FSW缺陷这一问题,本文尝试用磁法检测技术对缺陷进行检测,从机理上分析了磁法检测适用于铝合金FSW焊缝缺陷检测的可行性,并选FVM400磁力计对人工缺陷和FSW焊缝缺陷进行了验证。试验结果表明,磁法检测能检测出隧道型缺陷、疏松和紧贴型缺陷;地磁场强度曲线波峰高度大于50nT的位置与FSW缺陷位置有较好地对应关系,FSW缺陷的地磁场强度曲线波峰高度与缺陷长宽比成正比关系;磁法检测技术能够检测出直径为0.4mm的盲孔缺陷。


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