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棒材超声波自动探伤中用水做耦合剂的优点

作者:人气:发表时间:2021-8-11 14:02:03

       铝合金铸棒生产中,不可避免的会产生裂纹、气孔、疏松、夹渣等缺陷,若这些缺陷的存在会给铝合金铸棒后续加工带来困难,甚至造成产品报废,因此,在铸棒转入后续工序加工前必须对铸神进行缺陷检测,将有缺陷的铸棒筛选出,以免造成更大的损失。

       之前通过目测看铸棒是否有裂纹、夹杂、划痕等,但这远远不能保证铸棒的质量,目前常用的检测方法是人工超声波检测,一般在均匀的材料中,缺陷的存在将造成材料的不连续,这种不连续往往又造成声阻抗的不一致,由反射定理我们知道,超声波在两种不同声阻抗的介质的交界面上将会发生反射,反射回来的能量的大小与交界面两边介质声阻抗的差异和交界面的取向、大小有关;首先在转棒表面涂一层工业耦合剂,然后人工手持超声波探头在铸棒表面滑动,屏幕上遇到有异常反射波则判断该段传棒有缺陷存在,这种超声波检测方法与操作人员的探伤水平,工作态度等有关漏判误判率较高,因此,铝合金铸棒自动探伤是代替人工超声波探伤的一种高效方法。

       实现铝合金传神超声波自动化探伤的关键是选用何种耦合剂及超声波探头以何种形式及方式在转棒上移动,以保证检测的准确率。耦合剂的作用在于排除探头与工件表面之间的空气,使超声波能有效的传入被探铸棒内部;另外,耦合剂还可以减少探头与铸神表面的接触摩擦,从而减少超声波探头的损耗。

       根据耦合剂的作用,选择合适的探伤耦合剂尤为重要,它必须具有较高的声阻抗,进声性能好,对铸棒和探头能够浸润,流动性和附着力适当,且在探伤检测结束后,于将其从铸棒表面消除,一般超声波探伤可

选择的耦合剂主要有工业耦合剂、机油、水、水玻璃和甘油等,工业专用耦合剂的性能较好,但价格较高,而其中考虑水作为码合剂为理想因素。这是国为水的声抗阻值高于机油,低于水玻璃和甘油,但水玻璃和甘油探伤结束后传排表面难清理,且对铝合金转棒也有一定的腐蚀性:同时价格较贵,使用检测成本较高,而相比之下,水的优点较多,完全可作检测用耦合剂。

       确定用水做耦合剂后,下一步关键探讨的是何种动作可使超声波探头在铸上运动,既能不漏检,又能保证检测速度,为此我们经过多次研究,采用不锈钢材质制作了一个水箱,水箱内设置一套可以使被检测铝合金棒在原位产生匀速旋转的滚轮旋转联合机构,同时设计配备了一个导轮行走的行车,将超声波保头装在小车上,机构动作时,首先将铸棒用设备抓起放入水箱内的定轮选装合机构上,此时铸棒在滚轮机构上360°旋转,装有超声探头的行车从铸棒的一端匀速治轨道运动到另一端,即完成了一个铸棒的超声波探伤检测。

      由此可知,超声波探测铸棒探头在铸棒上面的运动轨迹实际上是一个均匀的螺旋线。设计的机理为使超声纵波治直径方向入射实现径向纵波探伤。超声波探头采用水浸线聚焦探头,探伤声程范围大于铸棒直径的3/5,采用小间距螺旋线覆盖扫查,超声探头沿输向排列,沿轴向扫查。转棒原位旋转无轴向运动,而探伤小车输向运动,因此阵列探头可以实现对铸棒螺旋线的全面覆盖扫查,不会漏检传棒。

      另外,由于检测时,铸棒和旋转机构全部浸没在水中,这样报据介质力学原理,水的浮力可以减轻承载装置和旋转机构的承重力,这是选用水做耦合剂的优点。


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