Page 58 - 无损检测2023年第十一期

试验研究

DOI : 10.11973 / ws j c202311005

基于高频超声检测的焊接缺陷识别

赵新玉 , 姜德顺 , 李正光 , 张佳莹 1
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( 1. 大连交通大学 材料科学与工程学院, 大连 116028 ; 2. 大连外国语大学 软件学院, 大连 116044 )

摘 要: 空洞、 分层是钎焊接头中常见的缺陷, 其面积大小对钎焊接头的质量会产生很大影

响。为了能够准确、 高效地计算缺陷面积, 提出了一种缺陷识别算法, 对缺陷进行标记。首先采用
超声显微检测技术对钎焊工件进行检测, 生成超声 C 扫描图像; 然后采用基于阈值的图像分割方
法对 C扫描图像进行二值化处理, 最后利用缺陷识别算法标记缺陷和计算缺陷面积, 提高了工件
缺陷检测的准确率和效率。

关键词: 超声 C扫描; 钎焊; 图像分割; 面积计算

中图分类号: TB553 ; TG115.28 文献标志码: A 文章编号: 1000-6656 ( 2023 ) 11-0020-04

Weldin g defectidentificationbasedonhi g h-fre q uenc y ultrasonictestin g

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ZHAOXin y u , JIANGDeshun , LIZhen g Guan g ZHANGJia y in g 1
,

( 1.SchoolofMaterialScienceandEn g ineerin g , DalianJiaoton gUniversit y , Dalian116028 , China ;

2.SchoolofSoftware , DalianUniversit y ofForei g nLan g ua g es , Dalian116044 , China )

Abstract : Cavit y anddelaminationarecommondefectsinbrazed j oints , andtheq ualit yofbrazed j ointswas

im p actedb y theareaofdefects.Inordertocalculatethedefectareaaccuratel y andefficientl y , thedefectreco g nition

al g orithmwas p ro p osedtomarkthedefect.Firstl y , ultrasonicmicrosco pys y stem wasusedtodetectthebrazed

work p ieceandg enerateultrasonicC-scanima g e.ThentheC-scanima g ewasbinarizedwiththethreshold-based

ima g ese g mentationmethod.Finall y , thedefectwasmarkedandthedefectareawascalculatedusin g the p ro p osed

defectreco g nitional g orithm.Theaccurac y andefficienc y ofdefectdetectionwasim p roved.

Ke ywords : ultrasonicC-scan ; brazin g ; ima g ese g mentation ; areacalculation
钎焊作为一种高效、 廉价且焊接接头光滑美观、 出缺陷以及缺陷的位置 [ 1 ] 。但是由于缺陷的形状不
可靠性高的连接技术, 适用于焊接精密、 复杂和不同 规则, 对于缺陷面积的计算具有一定困难。传统的
材料组成的构件, 在工业上得到了广泛应用。钎焊 人工判别计算存在误差大、 效率低等问题。针对检
的无损检测技术可以有效地提高焊接接头的质量, 测得到的 C扫描图像, 文章采用基于阈值的图像分
节约成本。作为一种新型的无损检测技术, 超声显 割方法 [ 2-3 ] , 将缺陷目标与背景分割, 对缺陷进行标

微镜( Scannin gAcousticMicrosco p e , SAM ) 技术 记, 计算缺陷的面积, 通过设定缺陷面积阈值, 判断面
可以有效地检测出分层、 空洞等内部缺陷, 其通过扫 积较大的严重缺陷; 其后设定工件的检测标准, 判断
查检测可获得工件内部的 C 扫描图像, 直观地识别 工件是否合格。验证试验结果表明该方法计算时间
短, 结果更加准确, 重复性更高, 检测效率更高。

1 超声 C扫描图像的生成与特点
收稿日期: 2023-02-28
基金项目: 国家自然科学基金项目( 51905070 ); 辽宁省教育厅
2021年度科学研究经费项目( LJKZ0492 ) 超声 C扫描成像原理为: 将采样点的超声缺陷
作者简介: 赵新玉( 1979- ), 男, 博士, 副教授, 主要研究方向为
回波特征值( 即缺陷波的波高) 转化为相应的颜色,
焊接和检测技术与装备
用不同的颜色填充扫描点周围区域, 从而描述该采
通信作者: 张佳莹( 1988- ), 女, 博士, 副教授, 主要研究方向为
样点的信号特征。将超声 C 扫描图像中最小四边
材料的无损检测与评价, z jy @d j tu.edu.cn
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2023年 第45卷 第11期
无损检测