鋁合金鍛件無損檢測(cè)技術(shù)中超聲相控陣技術(shù)的實(shí)現(xiàn)

變形鋁合金應(yīng)用與檢測(cè)

變形鋁合金由于其良好的加工性能和力學(xué)性能，廣泛應(yīng)用于航空航天行業(yè)的零部件制造中。為充分發(fā)揮該種材料的性能潛力，原材料制造完成后需要經(jīng)過鍛造處理，以改善內(nèi)部組織和消除材料的內(nèi)應(yīng)力。在成形的鋁合金鍛件原材料的基礎(chǔ)上，經(jīng)過水刀切割等機(jī)加工方法，最終機(jī)加工成不同規(guī)格和形狀的工件。鋁合金鍛餅是由鑄錠經(jīng)過均火，熱鍛造，淬火，人工時(shí)效，機(jī)加工等工序形成最終的鍛餅。從鑄錠到鍛餅，再由鍛餅到鍛環(huán)，由于工件形變量較大，材料中可能存在內(nèi)應(yīng)力及夾渣等缺陷，因此需要使用無損檢測(cè)方法對(duì)原材料的內(nèi)部質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)。

鋁合金鍛件常規(guī)無損檢測(cè)方法

由于鍛件材料中多存在面狀缺陷，因此鋁鍛件常用超聲檢測(cè)方法進(jìn)行質(zhì)量驗(yàn)收。根據(jù)鍛造工藝，選擇超聲波傳播方向垂直于鍛造流線方向，即從上下表面對(duì)鋁鍛餅( 環(huán)) 進(jìn)行縱波超聲波檢測(cè)，可以發(fā)現(xiàn)常見的分層、夾雜、橫向內(nèi)部裂紋等缺陷。根據(jù)實(shí)際檢測(cè)經(jīng)驗(yàn)，鍛造完成后，由于熱處理、應(yīng)力釋放等過程中內(nèi)部應(yīng)力分布的不確定性，可能產(chǎn)生沿軸向或垂直于上下表面的線狀或面狀缺陷。由于該類缺陷的走向與超聲波入射方向平行，常規(guī)超聲縱波檢測(cè)很容易漏檢，而其檢測(cè)結(jié)果卻符合驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)的要求。因此有必要根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)條件，對(duì)傳統(tǒng)的無損檢測(cè)方法進(jìn)行繼續(xù)研究、完善。

鋁合金鍛件超聲相控陣檢測(cè)

超聲相控陣檢測(cè)技術(shù)是基于惠更斯原理的一種新型的成像檢測(cè)技術(shù)。相控陣探頭內(nèi)并列排布一系列相同參數(shù)的壓電晶片，每個(gè)晶片均為獨(dú)立的聲波發(fā)射源。由于每個(gè)晶片的寬度很窄( 小于 1 mm) ，因此可以將每個(gè)晶片發(fā)射的超聲波視為點(diǎn)源或線源。超聲相控陣儀器中的時(shí)序控制器以一定的時(shí)序激勵(lì)陣元，使每個(gè)陣元先后產(chǎn)生相同頻率的超聲波。根據(jù)惠更斯原理，這些超聲波將在空間中相互疊加從而形成穩(wěn)定的聲場(chǎng)。根據(jù)與探頭間各陣元相對(duì)位置的不同，某些點(diǎn)的聲壓幅值由于同相疊加而得到加強(qiáng)，另一些點(diǎn)的聲壓幅值由于反相疊加而被減弱或抵消。因此采用超聲相控陣聚焦技術(shù)可以改善聲束的指向性，從而實(shí)現(xiàn)提高復(fù)雜形狀工件超聲檢測(cè)的靈敏度。