Page 66 - 无损检测2023年第一期

尹 璐, 等:

某型车用齿轮电子束焊缝相控阵超声自动化检测系统的设计

检测板卡、 探头、 工控机、 检测工作台、 触控操作屏、 长度) 短横孔反射波幅的产品视为 NG 品( 即不合格
控制柜等部分组成, 检测系统3D 结核如图8所示。 品), 波幅低于该短横孔波幅的产品视为合格品” 作
检测系统工作台如图9所示。在进行系统设计时, 为产品验收标准。

充分考虑到汽车零配件企业生产节奏快、 日产量高 在广东某汽车配件生产厂, 针对 9500 个常态
等特点, 选用高等级零部件以保证设备能长期连续 化生产的该型号车用齿轮进行检测, 目视检测发现
稳定运行; 采用全傻瓜式操作设计, 操作员只需将齿 疑似有焊缝缺陷的齿轮12个, 相控阵超声检测发现
轮工件放入指定检测工位, 拨动开关, 仪器便开始进 疑似有焊缝缺陷的齿轮158个( 目视检测疑似有焊

入全自动检测程序, 30s即可自动完成一个齿轮焊 缝缺陷的齿轮均被该系统自动识别出)。
缝的相控阵超声全记录成像检测、 焊缝缺陷自动分 现选取部分合格工件及不良品工件的典型检测
析识别、 不良品工件自动剔除分选等全流程操作, 大 图谱进行分析, 并借助切割解剖、 射线检测、 渗透检
大简化了车用零部件企业的人力物力, 严格把控了 测等方法进行二次对比验证。
车用齿轮产品的质量。 典型合格工件的相控阵超声检测图谱如图 10
所示, 可见整个 C 扫描图像呈现淡蓝色, 并无红色

缺陷信号出现。

图10 典型合格工件的相控阵超声检测图谱
图8 齿轮焊缝检测系统3D 结构示意 不良品工件1 的相控阵超声检测图谱如图 11
所示, 可见图谱下方 C 扫描视图中出现明显的红色
检测完成后, 合格品将滑入合格品槽中, 不合格
条形缺 陷 图 像, 经 软 件 测 量 缺 陷 指 示 长 度 约 为
品将滑入不合格品槽中。根据后续产品质量改进及

42mm 。对其进行切割解剖后, 可见明显孔洞( 见图
焊接工艺分析需要, 不合格品可以手动复检, 精准标
12 ), 经穿入钢丝验证为环状条形缺陷, 实测长度与
出缺陷位置后进行破坏性验证, 以便优化后续焊接
相控阵检测数据基本相符。
技术工艺, 保障产品质量。
6 现场验证及典型检测图谱分析

由于该焊缝板厚仅为2.4mm , 现有相控阵超声
及常规超声检测标准都不适用。经与客户商议, 将

“ 缺陷信号波幅达到或超出0.3mm×3mm ( 直径×

图11 不良品工件1的相控阵超声检测图谱
不良品工件2的相控阵超声检测图谱如图13所
示, 可见图谱下方 C扫描视图中出现明显的红色条形

缺陷图像, 经软件测量缺陷指示长度约为17mm 。
对不良品工件2采用数字射线( DR ) 拍片进行
二次验证, 可见明显环状条形缺陷( 见图14 ), DR 测
图9 检测工作台照片
得的缺陷长度与相控阵检测数据基本相符。该齿轮
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2023年 第45卷 第1期
无损检测