[发明专利]一种点焊质量实时超声无损检测装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及无损检测领域，更具体地说，涉及一种点焊质量实时超声无损检测装置及方法。

背景技术

点焊是连接金属薄板的一种简便易行、经济有效的方法，适用于高速自动化生产。车身的制造质量直接影响汽车整车的使用寿命，电阻点焊是目前车身制造的主要焊接工艺，因此焊点质量的无损检测技术对保证车身装焊质量具有重要意义。随着汽车工业的迅猛发展，对电阻点焊质量的要求不断提高，同时对点焊质量无损检测的精度、效率、成本、自动化和在线化程度的要求也不断提高。点焊质量主要表征为焊点强度，而熔核尺寸是影响焊点强度的主要因素，因此熔核形核及其尺寸的检测是点焊质量无损检测的关键技术。

现有的点焊质量无损检测技术主要分为在线实时监测和焊后无损检测。利用监测点焊过程中直接影响焊点质量的参数，并将测得的参数反馈给控制系统来控制其焊接质量的方法称为在线实时监测。这是一种间接无损检测的方法，其不能直观的反映点焊的熔核尺寸和质量，易受干扰，成本高，操作复杂，存在诸多不确定性因素。焊后无损检测主要是在点焊结束后对焊点质量进行非破坏性无损检测，其主要以超声波检测为主，但其操作环境的独特性严重限制了这种方法在在线检测领域的应用。一方面，常规超声a扫描容易受定位精度的影响，从而影响检测精度；另一方面，超声c扫描和聚焦法又由于其操作复杂性和对耦合剂的要求大大降低点焊生产效率，并难以应用到点焊质量的在线检测中。因此，找到一种直观的无损检测方法，在点焊的过程中检测其焊点质量，并能实现高速自动化在线检测是目前汽车制造行业急需解决的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，提供一种点焊质量实时超声无损检测装置及方法，结合在线实时监测和焊后无损检测两种方法的优点，解决了超声探头的定位误差问题，并实现了电阻点焊及其质量检测在线同步完成的工艺。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种点焊质量实时超声无损检测装置，包括超声探头和与超声探头连接的超声检测仪和计算机，还包括点焊机和点焊电极，所述超声探头具备发射和接收超声波信号的功能，所述超声探头内嵌在所述点焊电极内部，所述点焊电极内部设有容纳冷却水的腔体，所述超声探头置于所述腔体内，所述点焊电极上设有与所述腔体连通的冷却水孔。

上述方案中，所述超声探头通过可弯曲金属管内嵌在电极内部，与超声探头连接的导线穿过可弯曲金属管与超声检测仪连接。

上述方案中，所述超声探头的晶片平面与点焊电极底面平行。

本发明还提供了一种利用所述的点焊质量实时超声无损检测装置的检测方法，包括以下步骤：

S1、启动点焊机、超声检测仪与计算机，冷却水通过冷却水孔流入点焊电极内；

S2、在对板材进行电阻点焊过程中，内嵌在点焊电极内的超声探头发射一系列超声扫描脉冲，并收集相应反射信号，通过超声检测仪转换为超声反射波形图，并实时传输到计算机中。

上述方案中，在所述步骤S2中，冷却水作为超声耦合剂。

上述方案中，所述超声探头有效直径约为其中t为板材的板厚。

实施本发明的点焊质量实时超声无损检测装置，具有以下有益效果：

1、在电阻点焊的过程中完成点焊质量实时超声无损检测，高效、低成本、操作简便；

2、利用超声反射法直接、直观地分析焊点质量，不受焊接参数波动的影响；

3、超声探头在点焊电极内部，自动实现焊点检测定位，避免探头定位误差，提高检测精度，可靠性强；

4、冷却水良好的充当了超声检测耦合剂，避免了繁琐的耦合剂喷涂过程，简化设备，提高适应性；

5、实现了电阻点焊全过程检测。本发明能实现薄板点焊质量在线自动检测，并能有效提高精度、加快效率。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明中点焊质量实时超声无损检测装置的结构示意图；

图2是本发明中超声反射法点焊质量检测原理图；

图3是本发明中超声反射法点焊质量检测波形图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。

如图1所示，本发明点焊质量实时超声无损检测装置，包括超声探头4、超声检测仪7、计算机8、点焊机和点焊电极1。超声探头与超声检测仪7连接，超声检测仪7与计算机8连接。