基于超声法的摩擦焊焊件夹具设计及长度测量设计【含CAD图纸、说明书】
【温馨提示】压缩包内含CAD图有下方大图片预览,下拉即可直观呈现眼前查看、尽收眼底纵观。打包内容里dwg后缀的文件为CAD图,可编辑,无水印,高清图,压缩包内文档可直接点开预览,需要原稿请自助充值下载,所见才能所得,请见压缩包内的文件及下方预览,请细心查看有疑问可以咨询QQ:11970985或197216396
毕业设计(论文)开题报告 课题名称:基于超声法的摩擦焊焊件夹具设计及长度测量学生姓名:指导教师:所在学院:机电工程学院专业名称:材料成型及控制工程 日期: 年 3 月 16 日 说 明1根据徐州工程学院毕业设计(论文)管理规定,学生必须撰写毕业设计(论文)开题报告,由指导教师签署意见、教研室审查,学院教学院长批准后实施。2开题报告是毕业设计(论文)答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。学生应当在毕业设计(论文)工作前期内完成,开题报告不合格者不得参加答辩。3毕业设计开题报告各项内容要实事求是,逐条认真填写。其中的文字表达要明确、严谨,语言通顺,外来语要同时用原文和中文表达。第一次出现缩写词,须注出全称。4本报告中,由学生本人撰写的对课题和研究工作的分析及描述,没有经过整理归纳,缺乏个人见解仅仅从网上下载材料拼凑而成的开题报告按不合格论。 5课题类型填:工程设计类;理论研究类;应用(实验)研究类;软件设计类;其它。6课题来源填:教师科研;社会生产实践;教学;其它 毕业设计(论文)开题报告课题名称 基于超声法的摩擦焊焊件夹具设计及长度测量课题来源教师科研课题类型应用(实验)科研类1选题的背景及意义:徐州是中国的工程机械之都,摩擦焊焊件的应用非常广泛,但其连接长度目前无法实现快速测量,因此设计一套用于摩擦焊焊件长度快速测量的夹具,并实现其长度的快速测量,对于精确掌握摩擦焊焊件的摩擦量,具有十分重要的实际研究价值。本课题研究中采用直探头对摩擦焊焊件连接长度进行测量,并获得焊件连接长度,为检测人员快速确定摩擦焊焊件的连接长度提供有价值的参考。因此采用超声波的方法对摩擦焊焊件连接长度测量有着极为重要的现实意义和工程应用背景。2研究内容拟解决的主要问题:主要研究内容如下:1、制订合理的试验方案;2、提出摩擦焊焊件超声测量的夹具设计方案,对摩擦焊焊件的连接长度进行快速测量;3、能对试验结果进行分析和讨论,进而获得合理的结论;要解决以上问题首先要求学生具备材料成型及控制工程专业的理论基础知识、焊接专业知识和无损检测方面的知识,具有一定的文献阅读、外文翻译和超声波设备实际操作能力,能在查阅、总结资料的基础上,围绕课题的完成制订合理的试验方案,提出摩擦焊焊件超声测量的夹具设计方案,对摩擦焊焊件的连接长度进行快速测量,能对试验结果进行分析和讨论,进而获得合理的结论。3研究方法技术路线:本课题的研究方法及技术路线如下:1、 查阅大量有关超声波检测方面的书籍。由于本课题研究超声法的摩擦焊焊件夹具设计及长度测量。因此在网上搜集有关超声波检测技术、摩擦焊焊件夹具设计及长度测量方面的资料,了解超声波检测技术和摩擦焊焊件夹具设计及长度测量的方法。2、向焊接行业经验丰富的老师请教,咨询一下超声波探测中常出现的问题和解决方案,同时向导师征求自己提出的试验方案的合理性与可行性。3、在导师的指导下,开展实验研究。采用直探头对摩擦焊焊件连接长度进行测量,并获得焊件连接长度,为检测人员快速确定摩擦焊焊件的连接长度提供有价值的参考。4研究的总体安排和进度计划:第12周 文献检索,外文翻译、撰写开题报告;第34周 围绕课题的完成制订合理的试验方案;第57周 提出摩擦焊焊件超声测量的夹具设计方案,绘制夹具总装图和零件图;第89周 对摩擦焊焊件的连接长度进行快速测量;第10周 进行试验验证,分析试验结果获得合理结论;第1112周 撰写毕业设计论文,准备答辩;第13周 毕业答辩。5主要参考文献:1李春亮, 施同飞, 房丽云,等.超声波检测技术的现状J.中国建材科技, 2016, 25,(5):133-133.2生利英. 超声波检测技术M. 北京:化学工业出版社, 2014: 220-224.3李灼华. 超声无损检测技术的现状和发展趋势J. 硅谷, 2013,(21):11-11.4任志宏. 超声无损检测技术现状与发展趋势J. 技术与市场, 2016, 23,(9):255-256.5李学贺,曹继民.焊接夹具在焊接自动化中的应用J.建材与装饰,2018,(16):221.6樊启永. 焊接工装夹具在生产中的应用与设计实践J. 信息系统工程, 2017,(3):42-42.7王晓艳,唐盛明,张晓娟.无损检测过程中易出现的问题及处理措施J. 科技资讯,2015, (7):109.8范兴明, 马世伟, 张鑫,等. 超声无损检测及其在电力绝缘子探伤中的应用J. 高压电器, 2014,(3):109-114.9卜凡龙.机械制造工艺与机械设备加工工艺要点J.山东工业技术, 2018,(1):14-14.10裘揆,张国方,王珊,等.超声波无损探测技术在低压电器电触头焊接质量检测中的应用J.电工材料, 2015,(1):12-14.11 Huggett D J, Dewan M W, Wahab M A, et al. Phased Array Ultrasonic Testing for Post-Weld and On-Line Detection of Friction Stir Welding DefectsJ. Research in Nondestructive Evaluation, 2017, 28.指导教师意见: 指导教师签名: 年 月 日教研室意见: 通过,同意开题 教研室主任签名: 年 月 日学院意见: 教学院长签名: 年 月 日毕业设计附本基于超声法的摩擦焊焊件夹具设计及长度测量FIXTURE DESIGN AND LENGTH MEASUREMENT OF FRICTION WELDING WELDMENT BASED ON ULTRASONIC METHOD学生姓名班 级学 号学院名称专业名称指导教师 年05月30日目 录毕业设计(论文)课题申报表1毕 业 设 计(论 文) 任 务 书2毕业设计(论文)开题报告8毕业设计(论文)指导手册11学生毕业设计(论文)中期汇报表16学生毕业设计(论文)中期情况检查表17毕业设计(论文)指导教师评阅表18毕业设计(论文)评阅教师评阅表19毕业设计(论文)答辩及综合成绩评定表20外文翻译212毕业设计(论文)课题申报表指导教师职称教授教研室材料成型及控制工程申报课题名称基于超声法的摩擦焊焊件夹具设计及长度测量课题类型工程设计类课题来源A教师科研课题简介徐州是中国的工程机械之都,摩擦焊焊件的应用非常广泛,但其连接长度目前无法实现快速测量,因此设计一套用于摩擦焊焊件长度快速测量的夹具,并实现其长度的快速测量,对于精确掌握摩擦焊焊件的摩擦量,具有十分重要的实际研究价值。课题要求(包括所具备的条件)要求学生具备材料成型及控制工程专业的理论基础知识、焊接专业知识和无损检测方面的知识,具有一定的文献阅读、外文翻译和超声波设备实际操作能力,能在查阅、总结资料的基础上,围绕课题的完成制订合理的试验方案,提出摩擦焊焊件超声测量的夹具设计方案,对摩擦焊焊件长度进行快速测量,能对试验结果进行分析和讨论,进而获得合理的结论。课题工作量要求1、开题报告一份;2、外文翻译一篇(5000字以上,要求翻译内容与毕业论文课题有关);3、毕业设计一份(要求中、英文摘要,且中文摘要400字左右;正文8000字以上);4、近五年的主要参考文献不少于10篇(包括1篇以上外文文献)。教研室审定意见本课题实验方法得当,措施切实可行。通过审核。同意室主任签字:学 院审定意见同意 教学院长签字: 毕 业 设 计(论 文) 任 务 书 学院(系):机电工程学院专 业:材料成型及控制工程学生姓名:学 号:设计(论文)题目:基于超声法的摩擦焊焊件夹具设计及长度测量起 迄 日 期:2018年 2月 26日 2018年 5月 26日指 导 教 师: 教授教研室主任: 发任务书日期: 2018 年 3月 4日 毕 业 设 计(论 文)任 务 书 1毕业设计的背景:徐州是中国的工程机械之都,摩擦焊焊件的应用非常广泛,但其连接长度目前无法实现快速测量,因此设计一套用于摩擦焊焊件长度快速测量的夹具,并实现其长度的快速测量,对于精确掌握摩擦焊焊件的摩擦量,具有十分重要的实际研究价值。本课题研究中采用直探头对摩擦焊焊件连接长度进行测量,并获得焊件连接长度,为检测人员快速确定摩擦焊焊件的连接长度提供有价值的参考。因此采用超声波的方法对摩擦焊焊件连接长度测量有着极为重要的现实意义和工程应用背景。2毕业设计(论文)的内容和要求:研究的具体内容和要求如下:1、制订合理的试验方案;2、提出摩擦焊焊件超声测量的夹具设计方案,对摩擦焊焊件的连接长度进行快速测量;3、能对试验结果进行分析和讨论,进而获得合理的结论;4、开题报告一份;5、外文翻译一篇(5000字以上,要求翻译内容与毕业论文课题有关);6、毕业论文一份(要求中、英文摘要,且中文摘要400字左右;正文8000字以上); 7、近五年的主要参考文献不少于10篇(包括1篇以上外文文献)。3主要参考文献:1李春亮, 施同飞, 房丽云,等.超声波检测技术的现状J.中国建材科技, 2016, 25,(5):133-133.2生利英. 超声波检测技术M. 北京:化学工业出版社, 2014: 220-224.3李灼华. 超声无损检测技术的现状和发展趋势J. 硅谷, 2013,(21):11-11.4任志宏. 超声无损检测技术现状与发展趋势J. 技术与市场, 2016, 23,(9):255-256.5李学贺,曹继民.焊接夹具在焊接自动化中的应用J.建材与装饰,2018,(16):221.6樊启永. 焊接工装夹具在生产中的应用与设计实践J. 信息系统工程, 2017,(3):42-42.7王晓艳,唐盛明,张晓娟.无损检测过程中易出现的问题及处理措施J. 科技资讯,2015, (7):109.8范兴明, 马世伟, 张鑫,等. 超声无损检测及其在电力绝缘子探伤中的应用J. 高压电器, 2014,(3):109-114.9卜凡龙.机械制造工艺与机械设备加工工艺要点J.山东工业技术, 2018,(1):14-14.10裘揆,张国方,王珊,等.超声波无损探测技术在低压电器电触头焊接质量检测中的应用J.电工材料, 2015,(1):12-14.11 Huggett D J, Dewan M W, Wahab M A, et al. Phased Array Ultrasonic Testing for Post-Weld and On-Line Detection of Friction Stir Welding DefectsJ. Research in Nondestructive Evaluation, 2017, 28.4毕业设计(论文)进度计划(以周为单位):第12周 文献检索,外文翻译、撰写开题报告;第34周 围绕课题的完成制订合理的试验方案;第57周 提出摩擦焊焊件超声测量的夹具设计方案,绘制夹具总装图和零件图;第89周 对摩擦焊焊件的连接长度进行快速测量;第10周 进行试验验证,分析试验结果获得合理结论;第1112周撰写毕业设计论文,准备答辩;第13周 毕业答辩。教研室审查意见: 室主任签名: 年 月 日学院审查意见: 教学院长签名: 年 月 日 毕业设计(论文)开题报告 课题名称:基于超声法的摩擦焊焊件夹具设计及长度测量学生姓名:学号:指导教师:职称:教授所在学院:机电工程学院专业名称:材料成型及控制工程 日期: 2018 年 3 月 16 日 说 明1根据毕业设计(论文)管理规定,学生必须撰写毕业设计(论文)开题报告,由指导教师签署意见、教研室审查,学院教学院长批准后实施。2开题报告是毕业设计(论文)答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。学生应当在毕业设计(论文)工作前期内完成,开题报告不合格者不得参加答辩。3毕业设计开题报告各项内容要实事求是,逐条认真填写。其中的文字表达要明确、严谨,语言通顺,外来语要同时用原文和中文表达。第一次出现缩写词,须注出全称。4本报告中,由学生本人撰写的对课题和研究工作的分析及描述,没有经过整理归纳,缺乏个人见解仅仅从网上下载材料拼凑而成的开题报告按不合格论。 5课题类型填:工程设计类;理论研究类;应用(实验)研究类;软件设计类;其它。6课题来源填:教师科研;社会生产实践;教学;其它 毕业设计(论文)开题报告课题名称 基于超声法的摩擦焊焊件夹具设计及长度测量课题来源教师科研课题类型应用(实验)科研类1选题的背景及意义:徐州是中国的工程机械之都,摩擦焊焊件的应用非常广泛,但其连接长度目前无法实现快速测量,因此设计一套用于摩擦焊焊件长度快速测量的夹具,并实现其长度的快速测量,对于精确掌握摩擦焊焊件的摩擦量,具有十分重要的实际研究价值。本课题研究中采用直探头对摩擦焊焊件连接长度进行测量,并获得焊件连接长度,为检测人员快速确定摩擦焊焊件的连接长度提供有价值的参考。因此采用超声波的方法对摩擦焊焊件连接长度测量有着极为重要的现实意义和工程应用背景。2研究内容拟解决的主要问题:主要研究内容如下:1、制订合理的试验方案;2、提出摩擦焊焊件超声测量的夹具设计方案,对摩擦焊焊件的连接长度进行快速测量;3、能对试验结果进行分析和讨论,进而获得合理的结论;要解决以上问题首先要求学生具备材料成型及控制工程专业的理论基础知识、焊接专业知识和无损检测方面的知识,具有一定的文献阅读、外文翻译和超声波设备实际操作能力,能在查阅、总结资料的基础上,围绕课题的完成制订合理的试验方案,提出摩擦焊焊件超声测量的夹具设计方案,对摩擦焊焊件的连接长度进行快速测量,能对试验结果进行分析和讨论,进而获得合理的结论。3研究方法技术路线:本课题的研究方法及技术路线如下:1、 查阅大量有关超声波检测方面的书籍。由于本课题研究超声法的摩擦焊焊件夹具设计及长度测量。因此在网上搜集有关超声波检测技术、摩擦焊焊件夹具设计及长度测量方面的资料,了解超声波检测技术和摩擦焊焊件夹具设计及长度测量的方法。2、向焊接行业经验丰富的老师请教,咨询一下超声波探测中常出现的问题和解决方案,同时向导师征求自己提出的试验方案的合理性与可行性。3、在导师的指导下,开展实验研究。采用直探头对摩擦焊焊件连接长度进行测量,并获得焊件连接长度,为检测人员快速确定摩擦焊焊件的连接长度提供有价值的参考。4研究的总体安排和进度计划:第12周 文献检索,外文翻译、撰写开题报告;第34周 围绕课题的完成制订合理的试验方案;第57周 提出摩擦焊焊件超声测量的夹具设计方案,绘制夹具总装图和零件图;第89周 对摩擦焊焊件的连接长度进行快速测量;第10周 进行试验验证,分析试验结果获得合理结论;第1112周 撰写毕业设计论文,准备答辩;第13周 毕业答辩。5主要参考文献:1李春亮, 施同飞, 房丽云,等.超声波检测技术的现状J.中国建材科技, 2016, 25,(5):133-133.2生利英. 超声波检测技术M. 北京:化学工业出版社, 2014: 220-224.3李灼华. 超声无损检测技术的现状和发展趋势J. 硅谷, 2013,(21):11-11.4任志宏. 超声无损检测技术现状与发展趋势J. 技术与市场, 2016, 23,(9):255-256.5李学贺,曹继民.焊接夹具在焊接自动化中的应用J.建材与装饰,2018,(16):221.6樊启永. 焊接工装夹具在生产中的应用与设计实践J. 信息系统工程, 2017,(3):42-42.7王晓艳,唐盛明,张晓娟.无损检测过程中易出现的问题及处理措施J. 科技资讯,2015, (7):109.8范兴明, 马世伟, 张鑫,等. 超声无损检测及其在电力绝缘子探伤中的应用J. 高压电器, 2014,(3):109-114.9卜凡龙.机械制造工艺与机械设备加工工艺要点J.山东工业技术, 2018,(1):14-14.10裘揆,张国方,王珊,等.超声波无损探测技术在低压电器电触头焊接质量检测中的应用J.电工材料, 2015,(1):12-14.11 Huggett D J, Dewan M W, Wahab M A, et al. Phased Array Ultrasonic Testing for Post-Weld and On-Line Detection of Friction Stir Welding DefectsJ. Research in Nondestructive Evaluation, 2017, 28.指导教师意见: 指导教师签名: 年 月 日教研室意见: 通过,同意开题 教研室主任签名: 年 月 日学院意见: 教学院长签名: 年 月 日毕业设计(论文)指导手册设计(论文)题目: 基于超声法的摩擦焊焊件夹具设计及长度测量 学生姓名 学号 年 级 专业(全称) 材料成型及控制工程 指导教师 所在学院 机电工程学院 毕业设计(论文)指导记录第一次指导记录: 指导地点 年 月 日第二次指导记录:指导地点 年 月 日第三次指导记录: 指导地点 年 月 日第四次指导记录: 指导地点 年 月 日 第五次指导记录: 指导地点 年 月 日第六次指导记录:指导地点 年 月 日第七次指导记录:指导地点 年 月 日第八次指导记录: 指导地点 年 月 日 第九次指导记录: 指导地点 年 月 日 第十次指导记录: 指导地点 年 月 日 第十一次指导记录: 指导地点 年 月 日 第十二次指导记录: 指导地点 年 月 日 第十三次指导记录: 指导地点 年 月 日 第十四次指导记录: 指导地点 年 月 日 第十五次指导记录: 指导地点 年 月 日 学生毕业设计(论文)中期汇报表学生姓名专 业材料成型及控制工程学 号设计(论文)题目基于超声法的摩擦焊焊件夹具设计及长度测量毕业设计(论文)前期工作小结前期我查看了相关的参考文献,了解了所用的试验设备以及设备的工作原理。对试验方案有了大概的思路。翻译了一篇相关的外文文献。指导教师意见签名: 年 月 日学生毕业设计(论文)中期情况检查表 学院名称: 机电工程学院 检查日期: 2018 年 4月 21 日学生姓名专 业材料成型及控制工程指导教师设计(论文)题目基于超声法的摩擦焊焊件夹具设计及长度测量工作进度情况工作态度认真,工作进度符合要求。 是否符合任务书要求进度是 能否按期完成任务能 工作态度情况(态度、纪律、出勤、主动接受指导等)态度积极,遵守纪律,出勤率高,主动与导师讨论课题。 质量评价(针对已完成的部分)已完成部分符合要求。 存在问题和解决办法还需进一步加快进度,已完成余下任务。 检查人签名 教学院长签名 毕业设计(论文)指导教师评阅表学院: 机电工程学院 专业:材料成型及控制工程 学生: 学号: 题目: 基于超声法的摩擦焊焊件夹具设计及长度测量 评价项目评价要素成绩评定优良中及格不及格工作态度工作态度认真,按时出勤能按规定进度完成设计任务选题质量选题方向和范围选题难易度选题理论意义和实际应用价值能力水平查阅和应用文献资料能力综合运用知识能力研究方法与手段实验技能和实践能力创新意识设计论文质量内容与写作结构与水平规范化程度成果与成效指导教师意见建议成绩是否同意参加答辩评语: 指导教师签名:2018年 5 月 22 日 毕业设计(论文)评阅教师评阅表学院: 机电工程学院 专业: 材料成型及控制工程 学生: 学号: 题目: 基于超声法的摩擦焊焊件夹具设计及长度测量 评价项目评价要素成绩评定优良中及格不及格选题质量选题方向和范围选题难易度选题理论意义和实际应用价值能力水平查阅和应用文献资料能力综合运用知识能力研究方法与手段实验技能和实践能力创新意识设计论文质量内容与写作结构与水平规范化程度成果与成效评阅教师意见建议成绩 是否同意参加答辩 评语: 评阅教师签名:2018年 5月 24 日 毕业设计(论文)答辩及综合成绩评定表学 院机电工程学院 专 业 材料成型及控制工程学生姓名 学 号 指导教师 设计论文题 目 基于超声法的摩擦焊焊件夹具设计及长度测量答辩时间 年 月 日 时 分至 时 分答辩地点 答辩小组成 员姓名职称答辩记录提问人提问主要内容学生回答摘要 答辩记录人签名:答辩小组意见答辩评语: 答辩成绩: 答辩小组组长签名:综合成绩评定指导教师评定成绩评阅教师评定成绩答辩成绩综合评定成绩100(30)100(30)100(40)优秀答辩委员会主任签名: 年 月 日 毕业设计(论文)外文翻译使用激光超声合成孔径聚焦技术检测厚的焊接接头学生姓名班 级 学 号学院名称 机电工程学院专业名称材料成型及控制工程指导教师 年5月26日摘要在多层电弧焊的早期阶段,检测厚的对接接头的缺陷对降低成本减少必要的返工时间是很有价值的。作为一种非接触方式,激光超声技术在最终的生产过程对自动检测焊缝是很有潜力的。在本研究中,使用激光超声技术结合合成孔径聚焦技术对25mm和50mm钢的厚的焊缝对接接头进行完全熔透和部分熔透的测试。在多道焊接工艺中,插入2或3mm不同深度的电火花狭缝用来模拟缺乏融合。横向线扫描焊接点与产生和检测激光斑点直接叠加在焊道表面上一起执行。在合成孔径聚焦过程中,利用CCD线摄相机同时获取表面轮廓并进行校正。在调查厚的焊接对接样本里不管是人为缺陷还是实际缺陷都是可视化的,在给定的次数后完全熔透或部分熔透。得到的结果清楚地表明,在制造过程中使用激光超声技术和合成孔径聚焦技术来自动检测电弧焊接或混合激光弧焊是很有潜力的。关键词:厚的焊缝检验 激光超声技术 合成孔径聚焦技术 1 介绍焊接厚的金属板对接接头的结构时需要多次焊接来完全填充两个板之间的空隙。在焊接过程中,孔隙度和缺乏熔合等缺陷可能在任何深度发生。最终,在早期阶段对缺陷进行给定次数的检测和可视化可以降低成本和必要的返工时间。作为一种非接触方式,激光超声技术在最终的生产过程中对自动检测焊缝是很有潜力的。激光超声技术使用激光用于生成和检测超声波1。激光超声技术具有在高温下进行测量的能力和宽带超声产生和检测的优点,以及容易修改激光点来达到足够的分辨率的特点2。此外,激光超声技术可以与合成孔径聚焦技术结合来检测小的不连续性如裂缝,夹杂物和孔隙3-6。最近,激光超声技术结合合成孔径聚焦技术进行在搅拌摩擦焊制造铝板厚度小于3mm厚的搭接和对接接头配置的缺陷检测7-8。最近,该技术用于检查在混合激光弧焊钢板的9mm厚截面内检查内部缺陷的可能性9。初步结果表明,激光超声技术结合合成孔径聚焦技术能够成功地检测和可视化孔隙率、缺乏融合和内部裂纹缺陷的存在。然而在本研究中,用基础的合成孔径聚焦技术对焊根后表面进行检测并叠加生成和检测。最近,在焊接温度超过200的焊接过程中采用激光超声技术结合修改以后的合成孔径聚焦技术来检查150mm的焊接管10。在焊缝上进行超声波生成同时进行在横向方向上远离母材表面上的焊缝的扫描检查。通过使用修改以后的合成孔径聚焦技术,深度为106mm直径为1.5mm的样本的实际焊接缺陷是可以观察到的。然而,这种方法依赖于探测到远离缺陷的小衍射信号和焊缝深度生成点,需要用合成孔径聚焦技术重建来知道。在这项工作中,使用激光超声技术结合合成孔径聚焦技术对25mm和50mm钢的厚的焊缝对接接头进行完全熔透和部分熔透的测试。横向线扫描焊接点与产生和检测激光斑点直接叠加在焊道表面上一起执行。在合成孔径聚焦过程中,利用CCD线摄相机同时获取表面轮廓并进行校正。通过叠加生成和检测,即使存在氧化层的情况下也不需要表面的准备。在多道焊接工艺中,插入不同深度的电火花狭缝用来模拟缺乏融合。伴随着合成孔径聚焦技术的使用首先描述的是样本和激光超声装置,然后对结果进行了介绍和讨论。在调查厚的焊接对接样本里不管是人为缺陷还是实际缺陷都是可视化的,在给定的次数后完全熔透或部分熔透。2标本和检测技术准备好四个钢的对接接头,厚度为T=25mm和50mm,完全熔透和部分熔透。每个样本里,在多道焊接工艺中插入2或3mm不同深度的电火花狭缝用来模拟缺乏融合。图1和图2显示出了具有每个狭缝的识别号的焊接试样的示意图。狭缝的高度和长度尺寸用数字来表示。图3显示所有四个焊接试件的照片。值得注意的是,对于较厚的标本多层焊可能涉及填充存在的V形槽两侧。在这种情况下,进入一侧或两侧进行检查是可接受或可取的。用于非接触离线检测试样的激光超声设置是为了履行在未来在线实施过程中的意图。横向线扫描焊接点与产生和检测激光斑点直接叠加在焊道表面上一起执行。超声波在轻微消融状态(小于1m)和在短脉冲Nd:YAG激光器的二次谐波(532nm波长,6ns脉冲持续时间)中产生以实现高频。使用长脉冲Nd:YAG激光器(1064nm波长,60s脉冲持续时间)和约0.5mm的小光斑尺寸去检测。相位解调器是反射模式下的1米长的共焦法布里-珀罗干涉仪。在上述测试样品中,成功地产生并检测到钢中频率含量高达30MHz。另外还注意到,通过叠加生成和检测,即使存在氧化层的情况下也不需要表面的准备。进行单线长达100mm的机械扫描,以0.25mm的步长进行波形的数据采集。此外,在合成孔径聚焦过程中利用CCD线摄相机同时获取表面轮廓并进行校正。合成孔径聚焦过程采用从焊接区域的每个点同步分散回不同方向的超声信号进行数值聚焦。在保持深度分辨率的同时,合成孔径聚焦技术的重建提高了横向分辨率以及信噪比(SNR)4。深度和横向分辨率的使用方法:(1)其中v是超声波速度,t是超声波脉冲持续时间,a是合成孔径的尺寸,h是表面正常的角度和最大频率f max是最大频率检测。为了评估信噪比,从B扫描图像中提取幅度分布,然后使用以下方法来评估信噪比: (2)其中A是缺陷位置处的最大幅度,是背景值和是在缺陷附近的噪声标准偏差。在焊缝上扫描时,采用SAFT算法考虑到不规则表面上的表面变化被使用5。为了在时域合成孔径聚焦技术版本中进行同步,在位置处对要成像的缺陷位置获取信号的飞行时间的公式是:(3)其中代表在时总检测点的表面高度与母体材料表面有关,并且vL是纵向模式的速度。合成孔径聚焦技术重建以30的光圈角纵波速度为6.0mm/s进行。在上述设置中,空间分辨率估计大于0.2 mm。图4显示出了在垂直线不同深度上具有三个侧钻孔的50mm厚钢基准块对超过100mm的单线扫描的合成孔径聚焦技术重建的性能。具有这种角度范围的合成孔径允许从原始信号中观察到每个洞顶部的双曲线重建。合成孔径聚焦技术处理明显提高了信噪比对缺陷检测和缺陷尺寸分辨率的影响。从上到下,在合成孔径聚焦技术重建后的三个洞里,信噪比分别为34dB,27dB,24dB。图1. 25 mm厚的焊缝样品示意图,(a)已经完成和(b)正在进行。尺寸单位为毫米。图2. 50 mm厚的焊缝样品示意图,(a)已经完成和(b)正在进行。 尺寸单位为毫米。图3厚度为25mm的,厚度为50mm(c)和(d)已经完成和正在进行焊接试样的照片。图5.焊缝样品的顶部表面轮廓T = 25 mm的曲线3激光超声检查结果 上一节描述了有厚度为25mm和50mm;有完全熔透和部分熔透的厚的焊接对接接头,使用激光超声技术结合合成孔径聚焦技术进行了测试。在每种情况下,电火花狭缝存在的区域中直接在焊缝表面上进行横向于焊缝的几条线扫描。3.1样品厚度T = 25 mm图5显示出了在激光超声技术测试25mm厚的对接焊接接头完全熔透期间使用CCD线照相机获取的顶表面轮廓。这种表面轮廓用于在合成孔径聚焦技术处理中使用等式(3)。作为示例,图6显示的是超过50 mm的线扫描且不需要校正顶部轮廓的完全熔透焊缝样本上的B扫描图像。当狭缝32C1被检测到时,合成孔径聚焦技术重建后分辨率没有得到改善,除了突出显示后壁部分是由于上表面的曲率。图7显示了在狭缝32C1和32D1被良好地检测和可视化的情况下,分别在21dB和13dB的信噪比处,在距离顶部的平坦表面约11mm和22mm的深度处校正后的结果(见图1a)。这里没有显示与狭缝32C2和32D2相似的结果。关于正在进行熔焊的T = 25mm的焊接试样,图8显示出了对于顶部轮廓校正的B扫描图像和对于两个狭缝42C1和42D1分别在相对于顶部的平坦表面的约11mm和22mm的深度处13mm的线扫描(见图1b)。模拟缺乏融合,电火花狭缝42C1和42D1分别以16和34 dB的信噪比清晰地显示出来,在焊缝上直接使用激光超声技术和合成孔径聚焦技术进行测试。这里没有显示与狭缝42C2和42D2相似的结果。这些结果显示在经过给定的次数后,焊接过程中进行在线检查的潜力。3.2样品厚度T = 50 mm图9显示出了在激光超声技术测试50mm厚的对接焊接接头完全熔透期间使用CCD线照相机获取的顶表面轮廓。再次注意到对于这种厚的标本,从任何一侧的检查都可能是可接受或可取的,因为多层焊焊接过程涉及两个v槽。这种表面轮廓用于在合成孔径聚焦技术处理中使用等式(3)。图10在对狭缝5E1和5F1的50 mm线,信噪比分别是17dB和20dB处,在距离顶部的平坦表面约为22 mm和35 mm的深度的校正结果(参见 图2a)。在图10a中,在后壁附近存在了一条伪线性指示,这可归因于表面波在有限尺寸的焊缝样品顶部的反射。图11还显示了在后表面上测试的结果,其以21dB的信噪比可视化电火花切割狭缝5F1的两个边缘,以及在图11b中的B扫描图像左上方有一个沿着焊接7mm的实际缺陷远离狭缝中心。关于正在进行熔焊的T = 50mm的焊接试样,图12显示出了对于顶部轮廓校正的B扫描图像和对于两个狭缝62E1和62F1分别在相对于顶部的平坦表面的约22mm和35mm的深度处13mm的线扫描(见图2b)。模拟缺乏融合,电火花狭缝62E1和62F1分别以16dB和34 dB的信噪比清晰地显示出来,在焊缝上直接使用激光超声技术和合成孔径聚焦技术进行测试。此外这是在图12b中的B扫描图像之上存在的真实缺陷。这里未示出,狭缝62F1也可以从后表面的检查来可视化。另外,这里没有显示与狭缝62E2和62F2相似的结果。这些结果显示在经过给定的次数后,焊接过程中进行在线检查的潜力。图4.在具有三个侧钻孔的50mm厚的钢基准块上进行B扫描,(a)原始数据和(b)在合成孔径聚焦技术重建之后。图6.在狭缝32C1(距离顶部11mm的标称深度)上焊接试样T=25mm完全熔透超过50mm的B扫描; (a)原始数据和(b)合成孔径聚焦技术重建后没有校正顶部轮廓。图7.在合成孔径聚焦技术重建后焊缝样品上完全熔透超过50mm的B扫描,在(a)狭缝32C1(标称深度为11mm)和(b)狭缝32D1(标称深度为22mm)。图8.在合成孔径聚焦技术重建之后,焊缝样品上T=25mm正在进行超过13mm熔焊的B扫描,在(a)狭缝42C1(标称深度为11mm顶部)和(b)狭缝42D1(距离顶部的标称深度为22mm)。图9.焊接试样的表面轮廓T=50mm完全熔透,用于从(a)顶部和(b)底部进行检查。图10. 在合成孔径聚焦技术重建之后,焊缝样品上T=25mm正在进行超过13mm熔焊的B扫描,在(a)狭缝5E1(标称深度为22mm)和(b)狭缝处修正轮廓5F1(标称深度35 mm)。图11. 在合成孔径聚焦技术重建后焊缝样品上完全熔透超过50mm的B扫描,在(a)缝隙5F1的中心和(b)超过7mm处的校正沿着焊缝。图12.在合成孔径聚焦技术重建之后,焊缝样品上T=50mm正在进行超过13mm熔焊的B扫描,在(a)狭缝62E1(标称深度为22mm从顶部)和(b)狭缝62F1(距离顶部的标称深度为35mm)。4 结论激光超声技术结合合成孔径聚焦技术对厚度达50 mm的对焊试样进行检测。横向于焊缝的线扫描是通过直接叠加在焊缝表面上的生成和检测激光光斑进行的,而无需任何表面处理。在合成孔径聚焦过程中,利用CCD线摄相机同时获取表面轮廓并进行校正。在多道焊接工艺中,插入2或3mm不同深度的电火花狭缝用来模拟缺乏融合。在调查厚的焊接对接样本里不管是人为缺陷还是实际缺陷都是可视化的,在给定的次数后完全熔透或部分熔透。得到的结果清楚地表明,在制造过程中使用激光超声技术和合成孔径聚焦技术来自动检测电弧焊接或混合激光弧焊是很有潜力的。一个简单的计算表明1 kHz的激光重复率将允许沿着焊缝以1cm/s的速度进行实时检测。参考文献1 C.B.Scruby,L.E.Drain,激光超声:技术和应用,Adam Hilger,Bristol,1990.2J.-P. Monchalin,激光超声:从实验室到工业,D.O.Thompson, D.E. Chimenti (Eds.),,定量进展回顾 非破坏性评估,AIP Conf. Proc., vol. 23A, 2004, pp. 331.3 A. Blouin, D. Lvesque, C. Nron, D. Drolet, J.-P. Monchalin,通过合成孔径聚焦提高激光超声波的分辨率和信噪比Opt. Exp. 2 (1998) 531539.4 D. Lvesque, A. Blouin, C. Nron, J.-P. Monchalin,激光超声F合成孔径聚焦技术成像的性能,超声学40 (2002) 10571063.5 B. Campagne, D. Lvesque, A. Blouin, B. Gauthier, M. Dufour, J.-P. Monchalin, 使用合成孔径聚焦技术加工对钢板进行激光超声波检测,在:D.O.Thompson, D.E. Chimenti (Eds.),定量进展回顾 非破坏性评估 AIP Conf. Proc., vol. 21A, 2002, pp. 340347.6 M. Ochiai, D. Lvesque, R. Talbot, A. Blouin, A. Fukumoto, J.-P. Monchalin,使用激光超声波合成孔径聚焦技术检测和表征不锈钢不连续性,Mater. Eval. (2004) 450459.7 D. Lvesque, L. Dubourg, A. Blouin,用于摩擦搅拌焊接的缺陷检测和残余应力测量的激光超声波,Nondestruct. Test. Eval. 26(2011) 319333.8 C. Mandache, D. Lvesque, L. Dubourg, P. Gougeon ,摩擦搅拌焊缝缺乏渗透的无损检测,Sci. Technol. Weld. Join. 17 (2012)295303.9 D. Lvesque, G. Rousseau, P. Wanjara, X. Cao, J.-P. Monchalin, 复合激光焊接HSLA-65钢激光超声波检测,在:D.O. Thompson, D.E. Chimenti (Eds.), 定量进展回顾NDE, AIP Conf. Proc. 1581, New York, vol. 33, 2014, pp. 405411.10 S. Yamamoto, T. Hoshi, T. Miura, J. Semboshi, M. Ochiai, Y. Fujita, T. Ogawa, S.Asai, 使用焊接过程中的激光超声波检测系统在厚焊缝结构中的缺陷检测,Mater. Trans. 55 (2014) 9981002.33基于超声法的摩擦焊焊件夹具设计及长度测量,学生:,目录,研究目的及意义 超声测量原理、设备及方法 夹具设计 检测结果及误差分析 结论 在读研究成果,研究目的及意义,采用游标卡尺测量摩擦焊焊件的连接长度时,耗时长,且存在人为误差。因此,为了实现快速测量,采用超声法。 该方法为检测人员快速确定摩擦焊焊件的连接长度提供有价值的参考。因此本研究有特别重要的现实意义和工程应用背景。,超声波测量的原理,超声测厚原理是利用直探头测量超声波在工件上、下底面之间往返一次的传播时间,以测量得到的底波渡越时间乘以超声波在工件中的声速获得厚度测量值。所测工件的厚度等于往返时间的一半乘以超声波在工件中的声速。摩擦焊焊件连接长度的测量与此相仿。,超声波测量设备,超声测量设备,直探头,超声波探伤设备,电缆,标准试块,夹具设计,夹具设计不但可把被检测的摩擦焊焊件固定起来,还可以解放检测人员的一只手,使其双手可同时开展焊件的连接长度长度超声测量工作,可减轻检测人员劳动强度,提高超声测量的准确性和便捷性。,夹紧装置装配图,长度为115.80mm的焊件,检测结果及误差分析,游标卡尺测量结果,超声法测量结果,误差为1.88%,长度为142.90mm的焊件,检测结果及误差分析,游标卡尺测量结果,超声法测量结果,误差为2.80,长度为55.00mm的试样,检测结果及误差分析,游标卡尺测量结果,超声法测量结果,误差0.08%,长度为30.20mm的试样,检测结果及误差分析,游标卡尺测量结果,超声法测量结果,误差2.15%,结论,采用超声法可以实现摩擦焊焊件连接长度的快速测量,并且测量误差小,误差范围可控制在3以内。 在规定的范围内,采用超声法测量时,摩擦焊焊件的直径越大,焊件的长度越短,测量误差越小。 与游标卡尺测长相比,该方法效率更高,更便捷。,在读研究成果,受理的发明专利和实用新型专利: 1. 石端虎,闫朵,刘瑞,何敏,杨峰,陈豹. 用于超声法测量摩擦焊焊件外圆尺寸的装置及其使用方法.申请号:201810332838.9. 2. 石端虎,闫朵,刘瑞,何敏,杨峰,陈豹. 用于超声法测量摩擦焊焊件外圆尺寸的装置. 申请号:201820526628.9.,谢谢各位老师!,
收藏