【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及检测，具体而言，涉及一种厚板钛合金焊缝自适应灵敏度超声检测方法。
技术介绍
1、钛合金具备比强度高、耐腐蚀的特点，在石油化工、核电、船舶及海洋工程等领域的使用量逐年增加。随着焊接技术发展，钛合金产品的焊接厚度越来越大，由于大厚度对接焊缝多用于重载、高压等工况，且制造成本高，需要对焊接接头的质量进行严格控制，在制造过程中精确的检出超标缺陷。
2、厚板钛合金焊缝多采用窄间隙tig焊接方法，其典型缺陷具有几何尺寸小、空间取向不规律等特点，导致检测难度很高。对于焊缝内部缺陷的检测常采用射线、超声方法。其中射线检测虽然具有显示直观的优势，但随焊缝厚度增加，射线线质硬化，线衰减系数下降，检测图像的对比度和清晰度降低，小缺陷无法被有效识别。并且由于射线检测不能定位缺陷的真实深度，返修时存在很多不便，故应用时存在很大的局限性。因此，在实际检测时，更多的采用超声检测，具有检测灵敏度高、缺陷定位准确等优势。
3、现有技术中申请号cn202111394741.9的专利公开了一种潜水器用钛合金焊缝相控阵超声波检测方法，包括以下步骤：面阵换能器的选型、换能器阵元测试、楔块制作、检测系统程序设置、测试信噪比、检测灵敏度校准、扫查与评定。该专利是在相控阵超声技术上的检测方案，虽然利用双面阵换能器实现声波的激励、聚焦、接收和扫描，采用扇形扫描方案成像显示检测结果，能有效改善信噪比，实现了潜水器用钛合金焊缝的检测，但是在常规超声检测时仍然存在很大的困难：(1)更为关键的是由于钛合金材料制造工艺难度大，其材料组织分布不均匀，导
4、有鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提出一种厚板钛合金焊缝自适应灵敏度超声检测方法，以解决现有技术中在常规超声检测时仍然存在很大的困难：(1)更为关键的是由于钛合金材料制造工艺难度大，其材料组织分布不均匀，导致不同部位的声学性能存在很大的差异，检测过程中灵敏度处于不断变化的状态，无法准确的评定缺陷；(2)随着检测厚度的增大，灵敏度差异造成的缺陷评价误差表现的更为突出的问题。
2、为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：
3、一种厚板钛合金焊缝自适应灵敏度超声检测方法所述厚板钛合金焊缝自适应灵敏度超声检测方法包括以下步骤：
4、步骤一、组合式超声换能器设计：组合式超声换能器包括直入射通道和斜入射通道，所述直入射通道用于材料声学特性的评估，所述斜入射通道用于钛合金焊缝的检测，在所述直入射通道与所述斜入射通道中间设置隔声层，在所述直入射通道内设置直入射晶片，在所述斜入射通道内设置斜入射晶片，所述直入射晶片、斜入射晶片均为压电复合材料，所述直入射晶片的形状、尺寸、和与水平方向的夹角与所述斜入射晶片的形状、尺寸和与水平方向的夹角相匹配；组合式超声换能器的制作要进行频谱测试，组合式超声换能器的中心频率应在规定的范围内，对所述直入射通道、斜入射通道分别测试，所述斜入射通道的中心频率为f1，所述直入射通道的中心频率为f2，f1、f2应满足下列要求：
5、
6、步骤二、检测系统设计：检测系统包括多通道超声检测采集器、上位机软件和组合式超声换能器，所述组合式超声换能器与所述多通道超声检测采集器连接，所述多通道超声检测采集器与所述上位机软件连接；所述直入射通道与斜入射通道同步进行，所述直入射通道、斜入射通道对组合式超声换能器的激励参数、接收参数应保持一致；并且在上位机软件中能够对检测灵敏度进行自适应调整设置，自适应调整设置程序包括以下步骤：
7、(1)在厚板钛合金焊缝超声检测对比试块上测试初始声衰减系数α0；
8、(2)工件检测过程中，利用直入射通道实时测试检测区域的声衰减系数α(t)；
9、(3)将斜入射通道获取的超声波信号定义为s(t)，则补偿后的超声波信号为s(t)+2l(t’)×(α(t)-α0)，其中l(t’)为单个采样周期内各个信号点对应的声程；
10、步骤三、测试与校准：调节直入射通道和斜入射通道的激励参数，使直入射通道的激励参数与斜入射通道的激励参数保持一致；首先，根据直入射通道的两次底面反射波计算声衰减系数，其次，测试斜入射通道前沿长度、折射角，并制作距离-波幅曲线，并设置扫查灵敏度；
11、步骤四、信噪比测试：使用经测试与校准的检测系统在待检工件上进行信噪比测试，要保持测试条件的一致，在待检焊缝全长范围内随机选取至少3个位置进行测试，当测试位置在斜入射通道最大检测声程处的散射波信号不高于扫查灵敏度曲线时满足信噪比测试要求；
12、步骤五、扫查与评定：保持组合式超声换能器与工件的良好耦合，按照标准规定的程序对焊缝进行扫查和评判异常反射波，并评定级别。
13、进一步的，所述直入射晶片的形状、尺寸、和与水平方向的夹角与所述斜入射晶片的形状、尺寸和与水平方向的夹角相匹配是指：所述直入射晶片、斜入射晶片的形状均为圆形，所述斜入射晶片的直径范围为10～20mm，所述直入射晶片的直径为10mm；所述斜入射晶片与水平方向的夹角为15.7°或19.4°，所述直入射晶片与水平方向夹角为0°。
14、进一步的，步骤一的组合式超声换能器的中心频率应在规定的范围内是指中心频率为2～5mhz。
15、进一步的，所述多通道超声检测采集器具有至少两个独立的通道，所述多通道超声检测采集器的通道能够并行激励并接收信号。
16、进一步的，步骤二中所述直入射通道、斜入射通道对组合式超声换能器的激励参数、接收参数应保持一致是指：所述直入射通道的激励脉冲类型、激励脉冲电压、激励脉冲宽度、脉冲重复频率和接收滤波器与斜入射通道的激励脉冲类型、激励脉冲电压、激励脉冲宽度、脉冲重复频率和接收滤波器完全相同。
17、进一步的，步骤四中使用经测试与校准的检测系统在待检工件上进行信噪比测试，要保持测试条件的一致是指：对比试块的温度与待检工件的温度差值≤19℃，且采用的耦合剂应保持一致。
18、进一步的，步骤四中测试位置在斜入射通道最大检测声程是指：当斜入射晶片与水平方向夹角15.7°时，声程为1.42倍母材厚度，当斜入射晶片与水平方向夹角为19.4°时，声程为2倍母材厚度。
19、进一步的，最大检测焊缝厚度≥160mm，检测灵敏度能达到φ2×40mm-18db，灵敏度误差≤3db。
20、本专利技术的提出一种厚板钛合金焊缝自适应灵敏度超声检测方法，相对于现有技术而言，本专利技术所述的一种厚板钛合金焊缝自适应灵敏度超声检测方法具有以下有益效果：
21、1)本专利技术所述的一种厚板钛合金焊缝自适应灵敏度超声检测方法，设计了组合式超声换能器，组合式超声换能器包括直入射通道和斜入射通道，实现了厚板钛合金焊缝检测和材料声学性能评本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种厚板钛合金焊缝自适应灵敏度超声检测方法，其特征在于，所述厚板钛合金焊缝自适应灵敏度超声检测方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种厚板钛合金焊缝自适应灵敏度超声检测方法，其特征在于，所述直入射晶片(31)的形状、尺寸、和与水平方向的夹角与所述斜入射晶片(32)的形状、尺寸和与水平方向的夹角相匹配是指：所述直入射晶片(31)、斜入射晶片(32)的形状均为圆形，所述斜入射晶片(32)的直径范围为10～20mm，所述直入射晶片(31)的直径为10mm；所述斜入射晶片(32)与水平方向的夹角为15.7°或19.4°，所述直入射晶片(31)与水平方向夹角为0°。
3.根据权利要求2所述的一种厚板钛合金焊缝自适应灵敏度超声检测方法，其特征在于，步骤一的组合式超声换能器(100)的中心频率应在规定的范围内是指中心频率为2～5MHz。
4.根据权利要求3所述的一种厚板钛合金焊缝自适应灵敏度超声检测方法，其特征在于，所述多通道超声检测采集器具有至少两个独立的通道，所述多通道超声检测采集器的通道能够并行激励并接收信号。
5.根据权利要求
6.根据权利要求5所述的一种厚板钛合金焊缝自适应灵敏度超声检测方法，其特征在于，步骤四中使用经测试与校准的检测系统在待检工件上进行信噪比测试，要保持测试条件的一致是指：对比试块的温度与待检工件的温度差值≤19℃，且采用的耦合剂应保持一致。
7.根据权利要求6所述的一种厚板钛合金焊缝自适应灵敏度超声检测方法，其特征在于，步骤四中测试位置在斜入射通道(102)最大检测声程是指：当斜入射晶片(32)与水平方向夹角15.7°时，声程为1.42倍母材厚度，当斜入射晶片(32)与水平方向夹角为19.4°时，声程为2倍母材厚度。
8.根据权利要求1所述的一种厚板钛合金焊缝自适应灵敏度超声检测方法，其特征在于，最大检测焊缝厚度≥160mm，检测灵敏度能达到φ2×40mm-18dB，灵敏度误差≤3dB。
...【技术特征摘要】
1.一种厚板钛合金焊缝自适应灵敏度超声检测方法，其特征在于，所述厚板钛合金焊缝自适应灵敏度超声检测方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种厚板钛合金焊缝自适应灵敏度超声检测方法，其特征在于，所述直入射晶片(31)的形状、尺寸、和与水平方向的夹角与所述斜入射晶片(32)的形状、尺寸和与水平方向的夹角相匹配是指：所述直入射晶片(31)、斜入射晶片(32)的形状均为圆形，所述斜入射晶片(32)的直径范围为10～20mm，所述直入射晶片(31)的直径为10mm；所述斜入射晶片(32)与水平方向的夹角为15.7°或19.4°，所述直入射晶片(31)与水平方向夹角为0°。
3.根据权利要求2所述的一种厚板钛合金焊缝自适应灵敏度超声检测方法，其特征在于，步骤一的组合式超声换能器(100)的中心频率应在规定的范围内是指中心频率为2～5mhz。
4.根据权利要求3所述的一种厚板钛合金焊缝自适应灵敏度超声检测方法，其特征在于，所述多通道超声检测采集器具有至少两个独立的通道，所述多通道超声检测采集器的通道能够并行激励并接收信号。
5.根据权利要求4所述的一种厚板钛合金焊缝自适应灵敏度超声检测方法，其特...
【专利技术属性】
技术研发人员：王海登，张智柏，边传新，李晨豪，余巍，高福洋，
申请(专利权)人：洛阳船舶材料研究所中国船舶集团有限公司第七二五研究所，
类型：发明
国别省市：
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