Page 72 - 无损检测2021年第十二期
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李刚卿, 等:
CFRP层压板的超声检测
混叠而造成漏检, 减小了探头盲区, 提升了近表面缺
陷的分辨能力。
采用双晶探头检测复合材料层压结构件时, 应
使待检区域尽可能地位于双晶探头的菱形区域内,
以提高缺陷的检出率和检测灵敏度, 确保检测结果
的准确性。
2 几种检测技术的对比试验
2.1 被检工件与检测探头参数选择 图3 直探头 A 扫描结果
被检工件为2.5mm 厚的 CFRP 层压板, 共12
个铺层, 在铺层之间预埋了聚四氟乙烯模拟分层缺
陷。缺陷直径为8.4mm , 分别位于上表面2~3铺
层之间、 中间层和下表面2~3铺层之间, 被检工件
结构如图2所示。
图4 延迟块探头 A 扫描结果
图2 被检工件结构示意
根据被检件厚度以及检测纵向分辨力和横向分
辨力需求, 选择 Ol y m p usV201型可更换延迟块探
头作为直探头与延迟块探头检测试验用探头; 选择
Ol y m p usV310型探头作为水浸聚焦检测试验用探
头; 特别设计制作了不同频率和焦距的2个双晶探
头, 其型号分别为 5 MHz4×8F3 和 7 MHz2× 图5 水浸点聚焦探头检测原理及 A 扫描结果
6F2 , 其频率分别为5MHz和7MHz , 晶片尺寸分
别为4mm×8mm 和2mm×6mm ( 长×宽), 在钢
中焦距分别为3mm 和2mm 。
2.2 近表面分层缺陷检测 A 扫描信号对比
采用 Ol y m p us5077型超声激励接收器连接探
头进行手工检测试验, 采用 DPO3052 型泰克数字
示波器采集超声信号。 4种检测技术原理示意及其
对 CFRP层压板近表面分层缺陷检测的 A 扫描信
号如图3~6所示。除图3的 A 扫信号中直探头始
波即为上界面波外, 其他各探头的始波已移出显示
范围。将各个 A 扫信号中底波对齐并都调至约
80%满屏高度以便进行对比。图3~6中虚线与实
线信号波形分别为 CFRP 板有与无缺陷处的 A 扫
描信号。
由图3~6可以看出: ① ϕ 8.4mm 预置人工缺
陷均完全阻挡了声束使底波消失; ② 从有无缺陷 A
扫信号的对比来看, 4 种方法均可识别出因缺陷引
图6 双晶探头 A 扫描结果
起的信号异常, 因此均可检出近表面缺陷; ③ 图3~
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2021年 第43卷 第12期
无损检测
