Page 36 - 无损检测2024年第八期

丛龙丹，等：

航空增材 SLM 制件对比试块的代表性研究

航空增材SLM技术通过激光逐层熔化金属粉 盲孔缺陷，在另一试件上表面加工直径为0. 1，0. 2，
末的方式制造零件，在金属粉末的激光选区熔化过 0. 3，0. 4，0. 5，0. 6 mm的圆柱型通孔缺陷，对比试
程中，由于粉末的熔化、凝固和冷却都是在极短的时 件中缺陷位置如图2所示。
间内完成的，易形成球状或类球形气孔、空洞类或不
良分层类未熔合和裂纹等缺陷。传统胶片法射线检
测技术为二维成像，只能实现缺陷二维尺寸评价且
在射线束方向上存在影像叠加问题，降低了缺陷检
测灵敏度，对于复杂零件常出现检测盲区、可达性差
等问题，难以实现制件内部缺陷的有效检测，因此不
能简单沿用传统制件的无损检测技术 [6-7] 。
工业CT检测技术可对零件进行360°全方位检
测，对于镂空、遮挡、转角、多层等结构的复杂零件
无检测盲区，可实现零件的整体三维检测，可直接获
取缺陷的位置、形貌、尺寸，实现检测结果数字化存
储，解决了现有胶片射线检测可达性差、效率低、人 图 2 含盲孔、通孔缺陷钛合金对比试件中的缺陷位置示意
工依赖性高、污染重、胶片需要存放等问题 [8-9] 。然
（2）制作含相同尺寸（与图2尺寸相同）不同位
而目前国内增材制件内部缺陷CT检测方面的相应
置缺陷的钛合金对比试件1件，对比试件整体为圆
标准还不成熟，缺陷检测对比试块设计与制造缺少
柱体形状，圆柱直径为50 mm，依次在试件上表面边
相关试验验证依据。
缘处、中间处、中心处加工直径为0. 1，0. 2，0. 3，0. 4，
笔者针对航空增材SLM制件工业CT对比试块
0. 5，0. 6 mm的圆柱型盲孔缺陷，该对比试件中缺陷
的代表性问题，依次开展相同尺寸不同位置缺陷、盲 位置图3所示。
孔或通孔缺陷、试块柱面粗糙度、试块基体成型方式
对工业CT检测结果影响规律研究，为对比试块提供
可靠设计与制造依据，以推动工业CT技术在航空增
材SLM制件微小孔洞类缺陷检测工程中的应用，进
而保障飞机质量及安全。

1 试验方法

1.1 对比试件

（1）制作含盲孔、通孔缺陷的钛合金对比试件2
件，对比试件整体为圆柱体形状，其结构示意如图1
所示，2件试件缺陷位置、柱面粗糙度、成型方式均
相同，圆柱直径均为50 mm；在一试件上表面加工
图 3 含相同尺寸不同位置缺陷对比试件中的缺陷位置示意
直径为0. 1，0. 2，0. 3，0. 4，0. 5，0. 6 mm的圆柱型
（3）制作成型方式（增材，板材）钛合金对比试
件2件，对比试件整体为圆柱体形状，缺陷类型、缺
陷位置、柱面粗糙度均相同，圆柱直径均为50 mm，
在增材试件上表面加工直径为0. 1，0. 2，0. 3，0. 4，
0. 5，0. 6 mm的圆柱型盲孔缺陷，在板材试件上表面
加工直径为0. 1，0. 2，0. 3，0. 4，0. 5，0. 6 mm的圆
柱型盲孔缺陷，对比试件中的缺陷位置如图2所示。
（4）制作柱面粗糙度钛合金对比试件2件，试件
图 1 对比试件结构示意 整体为圆柱体形状，缺陷类型、缺陷位置、成型方式
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2024 年 第 46 卷 第 8 期
无损检测