Page 109 - 无损检测2023年第二期
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安仕伟, 等:

   航空转子铜 - 钢结合层缺陷的五轴超声成像检测系统


   计算得出界面波最大偏移量超过 6mm , 系统检测
                                                     5 结论

   误差超过±3mm 。
                                                        ( 1 )在四轴平动扫描成像系统基础上, 设计回

                                                     转工作台装置, 改变了转子的检测方式, 并改进电气
                                                     系统的滤波方式, 研制了一套五轴转动超声成像检
                                                     测系统, 提升了检测系统的定位精度及抗干扰能力。

                                                          ( 2 )对探头夹持装置进行了优化设计, 对转动
                                                     杆进行重构, 改变转动杆的夹持方式, 从而提高了探
                                                     头的转动精度。

                                                          ( 3 )在软件上增添探头对中功能, 检测前, 使探
        图17 四轴检测系统界面波最大偏移位置示意                        头中心点与被检转子的中心孔重合, 保证探头发射
       五轴转动检测系 统 检 测 转 子 的 时 域 波 形 如                 到铜 - 钢结合层处的能量一致。
                                                          ( 4 )分析了影响特征扫描成像系统定位精度的

   图18所示, 设置闸门起始深度为12.2mm , 终止深

                                                     因素, 并提出解决措施。使用四轴平动扫描成像系

   度为13mm , 闸门高度为30mm , 所得幅值成像结

                                                     统和新研制的五轴转动超声成像检测系统分别对单
   果如图19所示, 可见成像结果全部为红色, 表明二
                                                     孔试块和双金属转子进行检测。结果表明, 四轴平
   次界面波全部在闸门范围内。五轴转动检测系统的
                                                     动扫描成像系统的综合检测误差为±3mm , 五轴超

   界面波最大偏移位置如图20所示, 计算得出五轴转

                                                     声成像检测系统的综合检测误差为±0.4mm , 五轴
   动检测系统的最大偏移量在 0.8mm 内, 系统检测
                                                     转动超声成像检测系统的检测定位精度更高, 抗干

   精度误差为±0.4mm 。
                                                     扰能力更强, 可以实现转子的连续稳定检测, 满足使
                                                     用和生产需求。
                                                     参考文献:

                                                      [ 1 ]  张锐, 陈以方, 付德永. 复合材料手动扫描超声特征

                                                           成像检测[ J ] . 材料工程, 2003 , 31 ( 4 ): 34-38.
            图18 五轴检测系统成像时域波形
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                                                           征成像系统[ J ] .无损检测, 2007 , 29 ( 6 ): 309-311 ,
                                                          318.

                                                      [ 3 ]  罗雪峰. 多转子连续扫描超声特征成像系统的研究

                                                           [ D ] . 南昌: 南昌航空大学, 2018.

                                                      [ 4 ]  郭夏阳, 林建平, 孙博. 扩散焊技术的研究进展[ J ] .
                                                           热加工工艺, 2014 , 43 ( 17 ): 15-20.

                                                      [ 5 ]  梁永宽, 张智. 高速轴向柱塞泵搅拌和摩擦功率损失

                                                           及空化分析[ D ] . 秦皇岛: 燕山大学, 2020.

                                                      [ 6 ]  王飞, 田玉清. 铜合金 - 钢双金属柱塞液压泵转子材
            图19 五轴检测系统幅值成像结果                               料的研制[ J ] . 粉末冶金工业, 2013 , 23 ( 3 ): 56-60.

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                                                           结合技术研究[ J ] . 热加工工艺, 2015 , 44 ( 7 ): 73-77.

                                                      [ 8 ]  陆铭慧, 朱毅, 刘勋丰. 结构特殊航空构件的超声特
                                                           征扫描成像检测[ C ]// 西南地区第十一次无损检测

                                                           学术年会暨2011 年( 昆明) 国际无损检测仪器展览会

                                                           论文集. 昆明: 国际无损检测仪器展览会, 2011.

                                                      [ 9 ]  CEPEDA-JIMÉNEZC M , CARREÑOF , RUANOO

                                                           A , etal.Influenceofinterfacialdefectsontheim p act

                                                          tou g hnessofsolidstatediffusionbondedTi-6Al-4V

                                                          allo y based multila y ercom p osites [ J ] . Materials
        图20 五轴检测系统界面波最大偏移位置示意
                                                          ScienceandEn g ineerin g : A , 2013 , 563 : 28-35.
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