Способ ультразвукового контроля качества изделий

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 5)5 6 01 й 29 10 О АНИЕ ИЗОБРЕТЕ ливается прямой ультразвуковой (УЗ) преобразователь. Преобразователем излучают в изделие импульсы УЗ-уколебаний и принимают отраженные изделием эхо-сигналы, Выделяют с помощью временного интервала селектора два эхо-сигнала, например эхо-сигналы от передней и задней граней изделия или эхо-сигналы от соединения и .задней грани изделия. При значительной разности амплитуд этих эхо-сигналов изменяют длительность временного интервала выделения, обрезая часть большего эхо-сигнала, до тех пор, пока не сравняются максимальные амплитудные составляющие спектров эхо-сигналов. После этого измеряют значения гарантированно четких частотных минимумов суммарного спектра ныи технологичелковского ческим Целью увствия издеимер с станавыделенных яют качест На фиг. 1 представлена блок-схема устройства, реализующего способ УЗ-контроляюЬ качества изделий;. на фиг. 2 - временная (а) 0 и спектральная (б) характеристики, получен- О ные на беэдефектном участке иэделия с со- ф) единением диффузионной сваркой стали и К) металлокерамики; на фиг. 3 - временная (а) ( ) и спектральная (б) характеристики, полученные на дефектном участке изделия с соединением диффузионной сваркой стали и металлокерамики (дефект - строчечный не- ю провар с максимальной длиной строчки 0,035 мм); на фиг, 4 - спектральная характеристика. полученная на бездефектном участке изделия с соединением диффузионной сваркой стали и бронзы, на фиг. 5 - спектральная характеристика, полученная на дефектном участке изделия с соединением диффузионной сваркой стали и бронзы (деГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Московский авиационский институт им, К.Э. Цио(56) Авторское свидетельство СССРМ 1483353, кл. 8 01 й 29/04, 1987.Авторское свидетельство СССРМ 1490631, кл, 6 01 й 29/04, 1982,(54) СПОСОБ УЛЬТРАЗВУКОВОГОРОЛЯ КАЧЕСТВА ИЗДЕЛИЙ(57) Изобретение относится к акустиметодам нераэрушающего контроляизобретения является повышение чтельности и достоверности контроллий. На поверхности изделия, напрсоединением сваркой давлением, у Изобретение относится к акустическим методам неразрушающего контроля и может быть использовано при ультразвуковой (УЗ) дефектоскопии с помощью эхо-сигналов различных изделий. в частности изделий со сварными соединениями.Целью изобретения является повышение чувствительности и достоверности контроля изделий за счет обеспечения условий для получения четкого интерференционного минимума в суммарном спектре двух эхо-сигналов как при контроле тонкостенных изделий из материалов с высоким коэффициентом затухания УЗ-колебаний по эхо-сигналам от передней и задней граней изделия, так и при контроле изделий с соединением сваркой давлением по эхо-сигналам от соединения и задней грани изделия,о-сигналов и по ним опредеэделия, 2 з,п, ф-лы, 5 ил, 1668933фект - строчечный непровар с длиной строчки 0,05 мм).Устройство для реализации способа УЗ-коктроля качества иэделий содержит генератор 1 коротких импульсов и последовательно соединенные усилитель 2, временной селектор 3 и осциллограф 4, Устройство также содержит соединенный с выходом селектора 3 анализатор 5 спектра и соединенный с выходом генератора 1 и входом усилителя 2 УЗ-преобразователь 6, На фиг. 1 показано контролируемое изделие 7 с соединением 8 диффузионной сваркой и передней 9 и задней 10 гранями. Способ УЗ-контроля качества изделийзаключается в следующем.В изделие излучают импульс УЗ-колебаний и прикимают отраженные изделиемэхо-сигналы. Измеряют длительность временного интервала выделения двух эхо-сигналов до тех пор, пока не сравняютсямаксимальные амплитудные составляющиеспектров этих двух эхо-сигналов. Выделяютс помощью выбранного временного интервала два эхо-сигнала, причем один эхо-сигнал выделяется полностью, а другой -частично.При контроле тонкостенных иэделий изматериала с высоким коэффициентом затухания УЗ-колебаний по зхо-сигналам от передней и задней граней изделия изменениедлительности временного интервала выделения осуществляют смещением его начала от начала эхо-сигнала от переднейграни к окончанию эхо-сигнала от. пере дней грани, при этом с помощью выбракного. временного интервала эхо-сигнал от, задней грани изделия выделяется полностью, а эхо-сигнал от передней грани изделия - частично (обрезана головная частьэхо-сигнала),При контроле изделий с соединениемсваркой давлением по эхо-сигналам от сосединения и задней грани изделия изменение длительности временного интервалавыделения осуществляют смещением егоокончания от окончания эхо-сигнала от задней грани к началу эхо-сигнала от заднейграни, при этом с помощью выбранного временного интервала эхо-сигнал от соединения изделия выделяется полностью, аэхо-сигнал от задней грани изделия - частично (обрезана хвостовая часть эхо-сигнала),Измеряют значения частотных микимумовсуммарного спектра выделенных эхо-сигналов и по ним определяют качество контролируемого изделия.Способ УЗ-контроля качества изделийосуществляется следующим образом,При контроле качества изделия 7 из материала с высоким коэффициентом затуханияУЗ-колебаний, например, с соединением 8диффузионной сваркой стали толщиной 25 мм и металлокерамики толщиной 3 мм используют прямой УЗ-преобразователь 6 сзадержкой, например УЗ-преобразовательна частоту,2,5 МГц из комплекта серийногодефектоскопа УД 2-12 с задержкой в виде10 водяного столба. Устанавливают преобразователь 6 на изделии 7 со стороны стали иизлучают с помощью генератора 1 импульсУЗ-колебаний. Принимают преобразователем 6 отраженные изделием 7 эхо-сигналы15 и усиливают их усилителем 2, С усилителя 2эхо-сигналы поступают на временной селектор 3, где происходит выделение эхо-сигналов, отраженных передней и заднейгранями 9 и 10 иэделия 7,20 С помощью осциллографа 4 наблюдаютвременные характеристики (фиг. 2 а и 3 а)принятых эхо-сигналов и фиксируютправильность их выделения, В силу значительного коэффициента затухания метал 25 локерамики амплитуда эхо-сигнала отпередней грани 9 изделия 7 значительнопревосходит амплитуду эхо-сигнала от задней грани 10 изделия 7, что препятствуетполучению четкого интерференционного30 минимума в суммарном спектре эхо-сигналов, Смещают начало временного интервала выделения селектора 3 от началаэхо-сигнала от передней грани 9 к окончанию эхо-сигнала от передней грани 9 до35 получения наиболее четкого (контрастного)частотного минимума в суммарном спектре,фиксируемом анализатором 5, что свидетельствует о равенстве максимальных амплитудных составляющих спектров40 эхо-сигналов от граней 9 и 10 изделия 7.Обычно для получения четкого частотногоминимума обрезается 1,5-3,5 периодов эхосигнала от грани 9,Например, для контролируемого изде 45 лия 7 зхо-сигнал от грани 9 выделяется безпервых 3,5 периодов. На бездефектном участке анализатором 5 фиксируется частотный минимум на частоте 2,6 МГц (фиг, 2 б).Сканируют преобразователем 6 иэделие 7 и50 наблюдают за изменением положения частотного минимума. На участке с дефектом ввиде строчечного непровара с максимальной длиной строчки 0,035 мм анализатором5 фиксируется частотный минимум на часто 55 те 2,4 МГц (фиг, Зб). Для контролируемогоизделия 7 выявляются дефекты в виде сжатых строчечных непроваров с длиной строчки более 10 мкм.При контроле качества изделия 7 с соединением 8 сваркой давлением, т.е. диффу20 эхо-сигнала от задней грани 10 к началу 30 зионной сваркой, по эхо-сигналам от соединения 8 и задней грани 10, например, стали толщиной 15 мм с бронзой толщиной 5 мм используется прямой УЗ-преобразователь 6, например УЗ-преобразователь на частоту 5 МГц из комплекта серийного дефектоскопа УД 2-12 с полосой пропускания 3,5-6,0 МГц на уровне 0,5, Устанавливают. преобразователь 6 на изделии 7 со стороны стали, используют его в контактном варианте через слой трансформаторного. масла и излучают с помощью генератора 1 импульс УЗ-колебаний. Принимают и реобразователем 6 отраженные иэделием 7 эхо-сигналы и усиливают их усилителем 2, С усилителя 2 эхо-сигналы поступают на временной селектор 3, где происходит выделение эхо-сигналов, отраженных соединением 8 и задней гранью 10 изделия 7, С помощью осциллографа 4 фиксируют правильность выделения эхо-сигналов, В силу незначительного коэффициента отражения соединения 8 амплитуда эхо-сигнала от него значительно меньше амплитуды эхо-сигнала от задней грани 10 изделия 7, что препятствует получению четкого интерференционного минимума в суммарном спектре эхо-сигналов, Смещают окончание временного интервала выделения селектора 3 от окончания эхо-сигнала от задней грани 10 до получения наиболее четкого (контрастного) частотного минимума в суммарном спектре,фиксируемом анализатором 5, например анализатором спектра СК 4-59, что свидетельствует о равенстве максимальных амплитудных составляющих спектров эхо-сигналов от соединения 8 и грани 10 изделия 7, Выделяемая часть эхо-сигнала от грани 10 может быть ограничена одним полупериодом колебаний. Нэ бездефектном участке анализатором 5 фиксируются частотные минимумы на частотах 3,74, 4,29 и 4,80 МГц (фиг. 4). Сканируют преобразователем 6 изделие 7 и наблюдают за изменением положения частотных минимумов, На участке с дефектом в виде строчечнбго непровара с длиной строчки 0,05 мм анализа 5 10 40 45 тором 5 фиксируются частотные минимумы на частотах 3,54; 4,07 и 4,60 М Гц (фиг, 5). Для контролируемого изделия 7 выявляются дефекты в виде сжатых строчечных непроваров с длиной строчки более 10 мкм,Формула изобретения 1, Способ ультразвукового контроля качества изделий, заключающийся в том, что излучают в изделие импульс ультразвуковых колебаний, принимают отраженные изделием эхо-сигналы, фиксируют суммарный спектр не более чем двух последовательных отраженных иэделием эхо-сигналов, измеряют значения частотных минимумов суммарного спектра и по ним определяют качество изделия, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения чувствительности и достоверности контроля, в качестве суммарного спектра используют суммарный спектр одного полного эхо-сигнала и части другого эхо-сигнала, а длительность части используемого эхо-сигнала выбирают из условия равенства максимальной амплитудной составляющей спектра используемой части эхо-сигнала максимальной амплитудной составляющей спектра используемого полностью эхо-сигнэла,2. Способ по п,1, о т л и ч а го щ и й с я тем, что, с целью повышения чувствительности и достоверности контрол тонкостенных изделий из материала с высоким коэффициентом затухания ультразвуковых колебаний по эхо-сигналам от передней и задней граней изделия, в качестве суммарного спектра используют суммарный спектр эхо-сигнала от задней грани изделия и хвостовой части эхо-сигнала от передней грани изделия,3, Способ по п 1, от л и ч а ю щи й с я тем, что, с целью повышения чувствительности и достоверности контроля изделий с соединением сваркой давлением по эхосигналам от соединения и задней грани изделия, в качестве суммарного спектра используют суммарный спектр эхо-сигнала от соединения свариой давлением и головной части эхо-сигнала от задней грани иэделия.У1668933 Лю М а игцФиг. 4мц ла дактор Тираж 3 И Подписноественного комитета по изобретениям и открытиям при Г 113035, Москва. Ж, Раушская наб., 4)5 ственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Га Про акаэ 2653 ВНИИПИ Го 4 У 7 Ф,6Яа,б оставитель В. Гондаехред М,Моргентал ский Корректор Т. Пал