龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn
超声相控阵检测技术对焊缝根部缺陷的分析探讨
作者：王文斐 李永星
来源：《科学与信息化》2018年第24期
摘 要 在超声相控阵检测技术应用中，通过对焊缝中检出的根部各类型缺陷的总结，从图像显示及回波信号等特征分析缺陷类型，从而有效提高超声相控阵检测的准确性，同时有助于提高焊接质量。
关键词 相控阵；焊缝；根部缺陷；图像；回波信号
随着我国工业发展水平的不断提升，对于焊接质量和效率的要求越来越高，这就进一步要求我们拥有更好的检测技术和更准确的检测结果，同时具备高效的检测效率。超声波相控阵检测技术的出现，很好地解决了这一难题。它不仅在检测技术和结果方面较常规超声波检测更快更准，而且在检测环境的安全性方面也远远高于常规的射线检测方法，所以近几年在国内工业制造各行业都有较为广泛的推广和应用。 1 超声波相控阵检测技术的原理
超声波相控阵技术利用常规超声波反射原理，用一定数量的小晶片阵列组合，通过控制每个小晶片之间激发的时间差，来产生方向和角度可调节的超声波声束，类似于将常规超声波探头中的换能器分割成若干个小晶片，并收集超声波声束在被检工件中的回波信号，根据信号的强弱，在设备中用不同的颜色变化来更加直观的显现出来。检验人员根据不同回波信号的强弱和位置，依据相关技术标准对检测图像做出分析。 2 超声波相控阵检测设备的选择 2.1 设备
在设备的选择上，一般选择应用比较广泛、性能比较稳定、设备和技术都比较先进的，目前我们实际检测中用的较多的是奥林巴斯生产的Omni-Scan MX2。 2.2 探头和楔块
超声相控阵探头选择频率为5M，晶片数量为64，线性排列的探头，即5L64类型的探头，同时配备与之对应的楔块。在探头与楔块的结合处，需要保证良好的耦合，不能有气泡或间隙，同时在检验时做到探头楔块与被检工件表面很好地稳定耦合，保证超声波束顺利传播进被检工件。
龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn
2.3 配件
在配件方面，编码器是必不可少的，它能准确地记录扫查长度、缺陷长度等。在编码器的使用前必须进行校准，同时在使用时必须保证编码器与焊缝相对位置保持不变，最好使用相控阵扫查架作为辅助，以保证数据采集的有效和完整。 3 超声波相控阵检测焊缝根部缺陷的分析 3.1 焊缝根部缺陷数据图像的分析
根据超声相控阵扫查所得的数据图像我们可以看出，图1中的B扫描图像，在根部信号上面出现了一段红颜色的显示，而在其下方没有出现正常的根部回波，这说明这一显示的出现中断了根部回波的传播，结合其S扫描中出现的位置和图像的形态，即可考虑为根部的未焊透或未熔合缺陷；图2中B扫描中出现了一段看似堆积的回波的颜色显示，从图像的形状和它在S扫描中的位置可以考虑其为根部附近出现的裂纹或密集气孔。 3.2 焊缝根部缺陷回波信号的分析
在对相控阵图像做出初步分析后，我们进一步结合扫查数据的显示来分析。在图1中的A扫描中，我们可以看到红色回波信号特别的高，同时附近未出现其他杂波信号，结合刚才的B扫描和S扫描的分析结果，可以得出这个信号为根部的未焊透的显示。在图2中的A扫描中我们可以看到显示为一簇高低不一的尖锐回波信号，同时在移动光标时较高的信号来回切换，结合B扫描和S扫描的分析结果，可以得出这姨新号为根部的裂纹回波显示。 3.3 焊缝根部缺陷判定表
根据焊缝根部缺陷数据图像和信号的分析我们可以将其以更为直观的表格方式进行归纳总结，如表1所示。
通过对焊缝根部数据图像和信号的分析，我们可以看出，不同的缺陷在超声相控阵检测中所显示出的图像和回波信号是不同的。在针对一些根部的缺陷进行检测时，超声波相控阵检测技术不仅能够体现出非常高的灵敏度，而且其在可靠性方面也能提供一定的保障[1]。总结和归纳这些不同缺陷的显示特征，有利于我们更准确、更高效的完成好超声相控阵检测工作，同时也跟有利于超声波相控阵技术的推广应用。 4 结束语
超声波相控阵检测技术在无损检测方面有其独特的优势，比如数据可存储、检测时效高、无辐射、设备便携等等，这些优点使其在检测方面的应用有了很好的保障。通过本文对相控阵检测技术检测根部缺陷的分析总结，也能更为清晰地看出，超声相控阵技术应用稳定，检测效果良好，在未来的行业应用中，将很大程度上提高检测的效率和准确性。
龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn
参考文献
[1] 谭育二.相控阵超声波检测在机车牵引电机机座焊缝探伤中的应用[J].金属加工（热加工），2014，（14）：72-74.