Page 72 - 无损检测2024年第七期
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马朝阳，等：
特种设备用激光熔化沉积钛合金构件的超声检测
有粗大的柱状晶体生长方向与沉积方向一致。超声
波在不同方向传播时，通过的晶粒界面的数量和散射
程度不同，导致激光熔化沉积钛合金试件不同测试面
上底部回波的衰减规律性与内部晶粒分布规律相似。
底部回波振幅的衰减没有可量化的规律，因此，仅用
增益补偿的方法很难优化测试结果。试件底部回波
的归一化互相关系数成像结果如图8所示，与图7相
比，该方法改善了底部回波的成像性能。可以看到，
两个沉积面上底部回波的归一化互相关系数成像结
图 6 试件的归一化互相关系数测量不确定度 S Dρ
果显示出明显的条状特征，而打印面的成像结果显示
化互相关方法可以有效地测量信噪比高达10 dB的平
出明显的点状特征。沉积面的底部回波归一化互相
底孔在TC11钛合金试件3个表面上的回波。
关系数成像结果可以反映出粗大的柱状晶体在沉积
3 检测试验与结果 方向上的整体生长。相反，在印刷表面，其可以部分
反映出粗大晶体在印刷方向上的整体均匀性。3个测
基于试验装置和超声检测信号处理方法，对试件
试表面的底部回波的归一化互相关系数成像结果反
的每个测试面都进行超声C扫描和信号处理。底部
映了柱状晶体在其制造过程中的生长和分布特征，可
回波的常规振幅成像结果如图7所示。由图7可见， 用于评估试件的整体制造质量。
试件同一测试面的底部回波振幅在不同位置处有明 预埋缺陷的常规振幅C扫描成像结果如图9所
显差异，不同测试面的底部回波衰减规律也不一样； 示。在沉积面x和沉积面y的成像结果中，只有1号
底部回波的最大振幅点在打印面z上呈点状分布，在 和4号浅层缺陷可以被清楚地识别，其他缺陷的信
其他两个表面（沉积面x和沉积面y）上则沿沉积方 噪比较低，无法在沉积面上识别。在打印面z可以识
向呈条状分布，这是因为在激光熔化沉积的过程中， 别相对深度较大的3号、4号和6号缺陷。出现上述
图 7 TC11 钛合金试件的传统振幅成像结果
图 8 TC11 钛合金试件的归一化互相关系数成像结果
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2024 年 第 46 卷 第 7 期
无损检测
