[发明专利]一种可修正析出相量差异影响的超声波残余应力测试方法

摘要

本发明提出一种可修正析出相量差异影响的超声波残余应力测试方法，属于焊接残余应力的无损检测领域。所述测试方法是首先建立析出相量与纵波信号衰减度、与临界折射纵波在零应力样中传播时间、与声弹性系数的关系数据库；在进行残余应力测试时，先确定测试区域的纵波信号衰减度，再根据衰减度确定析出相量计算值，进一步计算测试区域的临界折射纵波在零应力拉伸样中传播时间和声弹性系数，最终可得到修正后残余应力。所述测试方法可修正由于焊接不同区域析出相量对声弹性系数，超声波在零应力样中传播时间产生的误差，可显著提高超声波测残余应力的精度。

主权项

1.一种可修正析出相量差异影响的超声波残余应力测试方法，其步骤如下：A、准备析出相测试样A1、平行材料轧制或挤压方向切取拉伸样w组，记为W1组，W2组…Ww-1组，Ww组，每组拉伸样包括相同拉伸样rb根；A2、对W1组拉伸样不做任何处理，对W2-Ww组拉伸样进行不同条件热处理、同一组中的拉伸样热处理条件相同，具体的热处理条件是：W2组拉伸样在温度Tb℃保温时间hb小时，W3组拉伸样在温度Tb℃保温时间hb+Δhb小时……Ww-1组拉伸样在温度Tb℃保温时间hb+Δhb(w-1-2)小时，Ww组拉伸样在温度Tb℃保温时间hb+Δhb(w-2)小时，即得到W1-Ww组析出相测试样，其中Δhb为相邻两组拉伸样保温时间相差的小时数；其中W2-Ww组析出相测试样经过热处理，可认为是零应力状态；A3、对W1-Ww组析出相测试样进行金相处理，通过显微镜或电子背散射衍射计算出经过金相处理的W1-Ww组各组中所有析出相测试样的析出相量，并分别取W1-Ww组各组中所有析出相测试样的析出相量平均值，分别记为P1，P2，P3……Pw-1，Pw；B、建立析出相量与纵波信号衰减度的关系数据库B1、使用纵波平探头对W1-Ww组各组中所有析出相测试样分别进行衰减度测试，计算出W1-Ww组各组中所有析出相测试样的纵波信号衰减度平均值，分别记为m1，m2，m3……mw-1，mw；B2、根据W2-Ww组各组析出相测试样的纵波信号的衰减度平均值(m2，m3……mw-1，mw)，与W2-Ww组各组析出相测试样的析出相量平均值(P2，P3……Pw-1，Pw)，利用最小二乘法建立析出相量P与纵波信号衰减度M的关系数据库，P＝g(M)；将W1组所有析出相测试样的纵波信号衰减度平均值m1带入P＝g(M)，算出W1组析出相测试样的析出相量计算值P1’；将W1组析出相测试样的析出相量计算值P1’与A3得到的W1组所有析出相测试样的析出相量平均值P1进行对比，如果误差在γ1％以内，符合要求，所建立的析出相量P与纵波信号衰减度M的关系数据库P＝g(M)有效；如果误差大于γ1％，重新按照A1-A3准备析出相测试样品，并按照B1-B2建立析出相量P与纵波信号衰减度M的关系数据库，直到满足误差要求；C、建立析出相量与临界折射纵波在零应力样中传播时间的关系数据库C1、分别对W1-Ww组各组中所有析出相测试样进行临界折射纵波速度采集，得到临界折射纵波在W1-Ww组各组析出相测试样的平均传播速度，记为v10，v20,v30……v(w-1)0，vw0，，并根据超声波收发换能器间的距离L，计算出临界折射纵波在W1-Ww组各组析出相测试样的平均传播时间，即为临界折射纵波在不同析出相量的零应力析出相测试样中的平均传播时间，记为t10，t20，t30……t(w-1)0，tw0；C2、根据临界折射纵波在W2-Ww组各组析出相测试样的平均传播时间(t20，t30……t(w-1)0，tw0)，与W2-Ww组各组析出相测试样的析出相量平均值(P2，P3……Pw-1，Pw)，利用最小二乘法建立析出相量P与临界折射纵波在零应力样中传播时间t0的关系数据库，t0＝χ(P)；将W1组所有析出相测试样的析出相量平均值P1带入t0＝χ(P)，算出临界折射纵波在W1组析出相测试样的传播时间计算值t10’；将临界折射纵波在W1组析出相测试样的传播时间计算值t10’与临界折射纵波在W1组析出相测试样的实际平均传播时间t10进行对比，如果误差在γ2％以内，符合要求，所建立的析出相量P与临界折射纵波在零应力样中传播时间t0的关系数据库t0＝χ(P)有效；如果误差大于γ2％，重新按照A1-A3准备析出相测试样品，并按照C1-C2建立析出相量P与临界折射纵波在零应力样中传播时间t0的关系数据库，直到满足误差要求；D、建立析出相量与声弹性系数的关系数据库D1、分别对W