一種點(diǎn)焊熔核直徑的定量化超聲波無(wú)損檢測(cè)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明具體涉及一種點(diǎn)焊熔核直徑的定量化超聲波無(wú)損檢測(cè)方法，它是一種適用于各種金屬板件和板厚的點(diǎn)焊熔核直徑的超聲波無(wú)損檢測(cè)方法，能精確測(cè)量金屬板件點(diǎn)焊熔核直徑的大小。
【背景技術(shù)】
[0002]電阻點(diǎn)焊是現(xiàn)代工業(yè)制造中廣泛應(yīng)用的焊接工藝之一，尤其是在汽車車身制造過(guò)程中，因此保證點(diǎn)焊焊接質(zhì)量成為汽車車身裝配質(zhì)量、控制車體誤差的關(guān)鍵。焊點(diǎn)的質(zhì)量由焊點(diǎn)強(qiáng)度來(lái)表征，而焊點(diǎn)強(qiáng)度主要取決于焊點(diǎn)的幾何尺寸。實(shí)驗(yàn)表明，熔核直徑與焊點(diǎn)強(qiáng)度近似成正比，因此，熔核直徑是焊點(diǎn)質(zhì)量的主要決定因素。
[0003]目前國(guó)內(nèi)整車廠對(duì)焊點(diǎn)質(zhì)量的檢測(cè)主要通過(guò)破壞性抽檢的手段實(shí)現(xiàn)，其效果滯后、費(fèi)時(shí)、成本高、廢料多，因此無(wú)損檢測(cè)技術(shù)被迫切地希望引入到焊點(diǎn)質(zhì)量的檢測(cè)中來(lái)。現(xiàn)有的點(diǎn)焊熔核直徑的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，一般是先設(shè)定一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)曲線，再將實(shí)際檢測(cè)的超聲信號(hào)幅度比與設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)曲線進(jìn)行比較，當(dāng)熔核直徑小于設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，判定焊點(diǎn)質(zhì)量不合格，這種方法可以直接的反映焊點(diǎn)的質(zhì)量合格與否，但是，這種方法只定性不定量，不能快速、精確地給出熔核直徑的精確測(cè)量值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種點(diǎn)焊熔核直徑的定量化超聲波無(wú)損檢測(cè)方法，它能快速、精確地定量化檢測(cè)電阻點(diǎn)焊的熔核直徑，直觀反映焊點(diǎn)質(zhì)量。
[0005]本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:
[0006]一種點(diǎn)焊熔核直徑的定量化超聲波無(wú)損檢測(cè)方法，包括以下步驟:
[0007]S1、選擇跟實(shí)際待測(cè)焊點(diǎn)相同材質(zhì)和厚度的點(diǎn)焊試樣，將發(fā)射探頭和接收探頭安裝在點(diǎn)焊試樣的點(diǎn)焊熔核的兩側(cè)，所述發(fā)射探頭的有效直徑dmax大于點(diǎn)焊熔核的直徑，所述接收探頭的有效直徑dmin小于點(diǎn)焊熔核的直徑；
[0008]S2、移動(dòng)接收探頭，每位移一定距離X，記錄接收探頭接收到的發(fā)射探頭發(fā)射的超聲a掃描信號(hào)中第一主回波的幅度B，繪制幅度B與接收探頭位移X的B-x關(guān)系曲線；
[0009]S3、沿點(diǎn)焊熔核的直徑方向?qū)Ⅻc(diǎn)焊試樣焊點(diǎn)切開(kāi)，進(jìn)行金相試驗(yàn)，測(cè)量焊點(diǎn)的實(shí)際熔核直徑Dtl;
[0010]S4、在B-X關(guān)系曲線中做一條平行于X軸的直線1，平移直線1，使I截得曲線兩點(diǎn)橫坐標(biāo)之差為實(shí)際熔核直徑Dtl與接收探頭有效直徑dmin之和，記錄并儲(chǔ)存此時(shí)直線I縱坐標(biāo)對(duì)應(yīng)的Btl值；
[0011]S5、將發(fā)射探頭和接收探頭安裝在實(shí)際待測(cè)焊點(diǎn)的點(diǎn)焊熔核的兩側(cè)，移動(dòng)接收探頭，當(dāng)接收探頭接收到的發(fā)射探頭發(fā)射的超聲a掃描信號(hào)中第一主回波的幅度B第一次達(dá)到Btl時(shí)，記錄接收探頭的位移X a，當(dāng)接收探頭接收到的發(fā)射探頭發(fā)射的超聲a掃描信號(hào)中第一主回波的幅度B第二次達(dá)到Btl時(shí)，記錄接收探頭的位移X b，接收探頭的位移之差Xt =Xb-Xa,實(shí)際待測(cè)焊點(diǎn)的點(diǎn)焊熔核的直徑即為Xt-dmin。
[0012]按上述技術(shù)方案，所述發(fā)射探頭的有效直徑dmax= 13mm。
[0013]按上述技術(shù)方案，所述接收探頭的有效直徑dmin= 3mm。
[0014]按上述技術(shù)方案，所述發(fā)射探頭與點(diǎn)焊熔核之間注滿黏性耦合劑。
[0015]按上述技術(shù)方案，所述黏性耦合劑為機(jī)油。
[0016]按上述技術(shù)方案，所述接收探頭與點(diǎn)焊熔核之間設(shè)有一定提離距離3_5mm。
[0017]本發(fā)明產(chǎn)生的有益效果是:本發(fā)明利用精度高的超聲a掃描技術(shù)穿透法，能快速、準(zhǔn)確地定量化測(cè)量實(shí)際待測(cè)焊點(diǎn)的熔核直徑，直觀反映焊點(diǎn)質(zhì)量，也為后續(xù)焊點(diǎn)質(zhì)量定量化研宄提供依據(jù)。該方法對(duì)操作環(huán)境和設(shè)備裝置的要求較低，效率高并能保證檢測(cè)精度，操作簡(jiǎn)單。
【附圖說(shuō)明】
[0018]下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，附圖中:
[0019]圖1是本發(fā)明中定量化超聲波無(wú)損檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2是本發(fā)明中接收探頭的位移示意圖；
[0021]圖3是2+2mmQ235低碳鋼樣板焊點(diǎn)的B_x關(guān)系曲線圖；
[0022]圖4是直線I截B-x曲線所對(duì)應(yīng)的兩個(gè)極限位置。
【具體實(shí)施方式】
[0023]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0024]如圖1-圖3所示，一種點(diǎn)焊熔核直徑的定量化超聲波無(wú)損檢測(cè)方法，包括以下步驟:
[0025]S1、選擇跟實(shí)際待測(cè)焊點(diǎn)相同材質(zhì)和厚度的點(diǎn)焊試樣，將發(fā)射探頭和接收探頭安裝在點(diǎn)焊試樣的點(diǎn)焊熔核的兩側(cè)，所述發(fā)射探頭的有效直徑dmax大于點(diǎn)焊熔核的直徑，以覆蓋整個(gè)焊點(diǎn)并垂直晶片發(fā)射超聲波信號(hào)，所述接收探頭的有效直徑cU/j、于點(diǎn)焊熔核的直徑；
[0026]S2、移動(dòng)接收探頭，每位移一定距離X，記錄接收探頭接收到的發(fā)射探頭發(fā)射的超聲a掃描信號(hào)中第一主回波的幅度B，繪制幅度B與接收探頭位移X的B-x關(guān)系曲線；
[0027]S3、沿點(diǎn)焊熔核的直徑方向?qū)Ⅻc(diǎn)焊試樣焊點(diǎn)切開(kāi)，進(jìn)行金相試驗(yàn)，測(cè)量焊點(diǎn)的實(shí)際熔核直徑Dtl;
[0028]S4、在B-x關(guān)系曲線中做一條平行于X軸的直線1，平移直線1，使I截得曲線兩點(diǎn)橫坐標(biāo)之差為實(shí)際熔核直徑Dtl與接收探頭有效直徑dmin之和，記錄并儲(chǔ)存此時(shí)直線I縱坐標(biāo)對(duì)應(yīng)的Btl值；
[0029]S5、將發(fā)射探頭和接收探頭安裝在實(shí)際待測(cè)焊點(diǎn)的點(diǎn)焊熔核的兩側(cè)，移動(dòng)接收探頭，當(dāng)接收探頭接收到的發(fā)射探頭發(fā)射的超聲a掃描信號(hào)中第一主回波的幅度B第一次達(dá)到Btl時(shí)，記錄接收探頭的位移X a，當(dāng)接收探頭接收到的發(fā)射探頭發(fā)射的超聲a掃描信號(hào)中第一主回波的幅度B第二次達(dá)到Btl時(shí)，記錄接收探頭的位移X b，接收探頭的位移之差Xt =Xb-Xa,實(shí)際待測(cè)焊點(diǎn)的點(diǎn)焊熔核的直徑即為Xt-dmin。
[0030]在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，發(fā)射探頭的有效直徑dmax= 13mm。
[0031]理論上，接收探頭的有效直徑是越小越好，如將其視為一個(gè)點(diǎn)，當(dāng)接收探頭到達(dá)圖2中位置3時(shí)，其超聲覆蓋面積將直接達(dá)到最大，即B值直接到達(dá)最大，那么B-x曲線中縱坐標(biāo)只會(huì)有O和Btl值，但由于加工條件的限制，高頻超聲探頭最小晶片直徑為3mm，故在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，接收探頭的有效直徑dmin= 3mm。
[0032]在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，發(fā)射探頭與點(diǎn)焊熔核之間注滿黏性耦合劑。
[0033]在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，黏性耦合劑為機(jī)油，以增大其黏度，使得發(fā)射探頭與焊點(diǎn)的耦合效果更好。
[0034]在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，接收探頭與點(diǎn)焊熔核之間設(shè)有一定提離距離3_5mm。
[0035]本發(fā)明在具體應(yīng)用時(shí)，如圖1所示，例如對(duì)2+2mmQ235低碳鋼板電阻點(diǎn)焊的熔核直徑進(jìn)行定量化超聲波無(wú)損檢測(cè)，先利用規(guī)范的點(diǎn)焊參數(shù)對(duì)2+2_Q235低碳鋼樣板4進(jìn)行電阻點(diǎn)焊，得到焊點(diǎn)12，再安裝定量化超聲波無(wú)損檢測(cè)裝置:一個(gè)有效直徑dmax較大的高頻超聲探頭17通過(guò)與之匹配的探頭固定外罩16固定在帶有圓孔的試件支撐架15上，預(yù)留一定縫隙，作為發(fā)射探頭，在發(fā)射探頭預(yù)留的縫隙中注滿黏性耦合劑-機(jī)油13，并將焊點(diǎn)12置于其上，焊點(diǎn)上方放置一個(gè)內(nèi)孔直徑適中的環(huán)形磁鐵5，通過(guò)吸力固定在板件上，一個(gè)有效直徑dmin較小的高頻超聲探頭10通過(guò)緊固螺釘11固定在移動(dòng)桿8上，作為接收探頭，移動(dòng)桿8裝在步進(jìn)