Page 37 - 无损检测2022年第三期
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曲亚林, 等:
蜂窝夹层结构底角发泡胶缺失的超声检测
3.3 检测过程
复合材料蜂窝夹层结构斜楔区发泡胶填充质量
的超声脉冲反射检测系统结构如图 6 所示。
图 6 夹层结构斜楔区的超声脉冲反射检测系统结构示意
3.3.1 灵敏度的调节
图 4 含预制发泡胶缺失试块的射线检测结果
为保证水囊聚焦探头能够清晰分辨蒙皮的界面
3.2 超声检测的技术难点及解决方法
波和底波, 在试块等直区选择一处完好区进行检测
3.2.1 技术难点
灵敏度调节。蜂窝夹芯的黏接形式及其超声检测信
一般采用频率为 5~10 MHz的探头检测蒙皮
号如图 7 所示。将检测范围调整为 10mm , 声速选
内部缺陷, 采用 0.5~2.25 MHz的探头检测全高度
择为 3000m · s , 频率选择为 5MHz , 调整探头延
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蜂窝结构。发泡胶填充质量的超声检测与蜂窝结构
时使水囊聚焦探头的界面波出现在屏幕左侧, 将探
的常规超声检测方法相比, 存在以下难点。
头耦合在试块上, 调节增益, 找到蒙皮的底波, 可以
( 1 )蜂窝夹芯材料多为薄蒙皮结构, 常规探头难
看到蒙皮底波和界面波之间大约相距一个刻度[ 见
以区分界面波和底波, 检测时对探头的性能要求偏高。
图7 ( b )], 即超声仪显示的蒙皮厚度大约为 0.8mm ,
( 2 )检测面为 R 区曲面, 常规平探头无法完全
测得的厚度与试块实际的蒙皮厚度基本吻合。缓慢
耦合, 检测时需要从上蒙皮、 下蒙皮两个表面进行。
匀速地沿试块表面移动探头, 可以看到蒙皮的底波产
下蒙皮检测面是平面, 上蒙皮发泡胶填充的位置位
生规律性的跳动( 时高时低), 结合蜂窝结构的黏接形
于 R 区, 检测面为曲面, 因此需要定制可以贴紧 R
式, 可以推断出当聚焦声束打到蜂窝黏接节点上时,
区的专门探头。
3.2.2 解决方法
由以上分析可知, 解决问题的关键在于寻求满
足检测要求的高性能探头。探头频率的选择主要考
虑两个方面: ① 共固化工艺一定程度上导致面板孔
隙率偏高, 高频率声波的衰减大, 所以选择 频率为
5MHz的探头; ② 为了清楚地区分薄蒙皮 的上表
面波和底波, 以及精准区分蒙皮下方的不同结构, 试
验选用了宽频带、 窄脉冲的聚焦探头, 探头焦点尺寸
为 1mm , 焦距为 18mm , 检测时进行调整使焦点位
于蒙皮与发泡胶的黏接面, 即蒙皮的下表面。
采用聚焦水囊探头( 见图5 ) 对 R 区进行检测, 该
探头自带橡胶水囊, 可以和检测面实现软接触, 完全
贴紧检测面。检测时探头沿 R 区的长度方向滑动。
图 5 水囊聚焦探头外观 图 7 蜂窝夹芯的黏接形式及其超声检测信号
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2022 年 第 44 卷 第 3 期
无损检测
