[发明专利]一种基于超声无损检测的缺陷定位定量检测方法

说明书

本发明公开一种基于超声无损检测的缺陷定位定量检测方法，包括以下步骤：在待测试块进行直线B扫，获取包括n个A扫信号的B扫信号；将无缺陷参考信号和B扫信号归一化处理，获得缺陷回波信号；从缺陷回波信号中分别提取每个A扫信号中的缺陷纵波回波时刻；以第一个扫查位置为原点，扫查方向为x正向，待测试块内部垂直于待测试块表面方向为y正向，建立坐标系；根据扫查点坐标、缺陷纵波回波时刻以及纵波波速，得到缺陷位置与尺寸。本发明的结果可以直接输出缺陷的位置和尺寸，在坐标系中绘制出缺陷形貌，输出结果直观。本发明在直线B扫的数据基础之上，即可获取缺陷尺寸，相较通过C扫检测缺陷的方式，检测效率有明显的提升。

技术领域

本发明属于金属增材制件的缺陷检测技术，具体涉及一种基于超声无损检测的缺陷定位定量检测方法。

背景技术

在航空航天领域零件的大型化、轻质化、一体化、可靠化等制造需求牵引下，金属增材制造技术和装备不断走向成熟，目前已在航空航天领域进行了试点应用，在制造尺寸和制造效率上较传统制造工艺有明显提升。金属增材制造通过逐层熔化累加金属粉末或丝材的方式来制造实体零件，极大地降低零件结构复杂性对制造工艺、时间和成本的制约，甚至可以制造出常规制造技术无法加工的零件，在航空航天领域具备战略地位且有十分广阔的应用前景。然而，金属增材制造过程是一种同时发生高能束与材料的交互耦合作用、微熔池的超高急速凝固条件下的晶体生长、反复循环加热和冷却条件下的组织演化等十分复杂的多物理场耦合的强非平衡冶金过程，成形过程中温度梯度大、熔池凝固速度快，制件内部易出现气孔、裂纹等冶金缺陷，严重影响制件的力学性能。目前亟需开展针对金属增材制件的缺陷检测技术研究。

超声检测是指利用超声波对金属构件内部缺陷进行检查的一种无损探伤方法。用发射探头向构件表面通过耦合剂发射超声波，超声波在构件内部传播时遇到不同界面将有不同的回波信号。利用不同反射信号传递到探头的时间差与信号衰减情况，可以检查到构件内部的缺陷。根据回波信号的幅值、传播时间等可以判断缺陷的大小，位置和大致性质。由于增材制造过程中金属材料经历了反复循环加热和冷却，容易在制件内部产生气孔，因此需要开展增材制件内部气孔缺陷的超声定量检测技术研究。

中国专利，公开号CN105973992A公开了《环氧浇注绝缘件微小气孔缺陷的超声小波检测方法》，实现了对制件底面缺陷的定量检测，通过对底面位置和气孔位置差值求得缺陷尺寸。但是该方法对于底面缺陷有较好的检测效果，检测精度，对于内部缺陷，该方法可实现缺陷定位，无法实现缺陷的尺寸测量。

发明内容

为克服现有技术中的问题，本发明的目的是提供一种基于超声无损检测的缺陷定位定量检测方法，该方法能够有效提升缺陷检测精度，提高检测效率。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种基于超声无损检测的缺陷定位定量检测方法，包括以下步骤：

在待测试块的待检测区域进行直线B扫，获取包括n个A扫信号的B扫信号S；

将无缺陷参考信号S_R和B扫信号S归一化处理，获得缺陷回波信号S’；

从缺陷回波信号S’中分别提取每个A扫信号中的缺陷纵波回波时刻t_i；i表示扫查点的标号；

以第一个扫查位置为原点，扫查方向为x正向，待测试块内部垂直于待测试块表面方向为y正向，建立坐标系；

根据扫查点坐标、缺陷纵波回波时刻以及纵波波速，得到缺陷位置与尺寸。

本发明进一步的改进在于，纵波波速V通过在与待测试块相同材料的标准试块上进行测定得到。