[发明专利]三层板点焊接头的超声波自动检测装置及方法

说明书

本发明涉及一种三层板点焊接头的超声波自动检测装置及方法，属于超声波质量检测领域。装置的二维滑移台固定在焊接件固定旋转机构的支架上，探头夹具固定在二维滑移台上，通过步进电机、同步带传动实现X向及Y向定量移动；步进电机、微型电动机与伺服电机驱动器相连，超声探头激励信号通过网线与超声波微处理器相连。通过焊接件固定旋转机构的旋转运动将焊接件翻转，实现从焊接件的上表面（A面）和下表面（B面）分别进行超声检测；通过特定的运动控制方法保证上表面（A面）和下表面（B面）检测路径的一致性及检测点的一一对应。本发明实现了三层板点焊的自动化超声波检测，提高了三层板点焊质量检测的可靠性。

技术领域

本发明涉及超声波质量检测领域，特别涉及一种等厚或不等厚的三层板点焊接头的超声波自动检测装置及方法，辅助超声探头定量移动从而扫描焊点所在区域。

背景技术

电阻点焊在不锈钢车体焊装制造过程中占有极大的比重，是车身制造中的一项关键技术，大量车身构件之间的连接都是采用电阻点焊来完成的。在汽车结构中，由于设计条件的限制，有时在一定的位置使用三层薄板进行点焊。应对汽车节能减排与车身轻量化的技术需求，以双相钢为代表的先进高强钢材料在车身中的应用越来越多，在车身前纵梁、A，B，C 柱等很多部位会出现强度、厚度都不同的三层板电阻点焊应用情况，且应用的比例正在逐年增加。受材料属性、板材厚度的影响，不等厚三层板电阻点焊通电过程中，上下板材与中间板材接触面电流密度分布不均，随着通电时间增加，上下接触面间生热不一致，焊点熔核向厚板侧会发生偏移，故三层板点焊质量检测尤为重要。

国内外常用的电阻点焊接头质量评估方法主要有两种：第一种方法是基于焊接过程参数的在线评估，然而，由于电阻点焊是一个非线性、多变量耦合作用且大量不确定因素相互影响的复杂过程，上述方法只能提供部分可靠的质量信息，并不能完全准确地对点焊质量进行评估。第二种方法是焊后破坏性检测，该方法需要对焊点进行剥离、扭转等破坏，获得熔核直径和接头强度的大致信息，但破坏性检测消耗成本大。三层板的超声波检测研究尤为重要。由于三层有两个焊板接触面，每个接触面的熔核直径不同，常规的检测方法容易造成检测盲区，所以波三层板点焊超声波检测装置的研究有极大意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种三层板点焊接头的超声波自动检测装置及方法，解决了现有技术存在的三层板点焊超声波检测时容易出现检测盲区的问题。本发明可检测等厚或不等厚三层板点焊，能够对三层板焊点进行双面依次检测分析，解决了检测盲区问题。通过触碰启动x、y、z方向行程开关实现扫描起始点定位，通过特定的运动方法使得双面扫描点一一对应；最后得到三层板焊点内部的三维视图，可以更加直观的地得到检测结果。

本发明的上述目的通过以下技术方案实现：

三层板点焊接头的超声波自动检测装置，所述超声探头7固定在探头夹具6上；探头夹具6固定在二维滑移台4的探头夹具固定支架4-1上；二维滑移台4固定在焊接件安装机构5的支架5-1上；焊接件安装机构5放置在检测操作台面9上；水槽8放置在检测操作台面9上。所述工业计算机1通过导线与超声波微处理器3相连；超声波微处理器3通过导线与超声探头7相连；所述工业计算机1通过导线与伺服电机驱动器2相连；伺服电机驱动器2通过导线与二维滑移台4上的X向步进电机4-2和Y向步进电机4-3相连；伺服电机驱动器2通过导线与焊接件安装机构5上的微型电动机5-2相连；伺服电机驱动器2通过导线与探头夹具6上的Z向步进电机6-1相连。所述工业计算机1通过导线与二维滑移台4上的X向行程开关4-4和Y向行程开关4-5相连。