一种用于焊缝缺陷检测的旋转涡流探头设计

发布时间：2024-02-07 06:30

　　针对常规涡流探头易出现漏检、以及由于具有明显的提离效应而难以用于表面不平整焊缝缺陷检测的问题,本文基于均匀涡流检测原理设计了一种能够用于焊缝缺陷检测的旋转涡流探头。首先,通过理论计算方法研究了旋转涡流场的激励原理;接着设计了旋转涡流探头结构并仿真分析了探头的信号特征。最后,制作了旋转涡流探头实物和测试试件。通过理论分析与实验测试可知,本文设计的旋转涡流探头能够有效检测出钢板试件表面各个方向的缺陷;在0.3 mm～1.2 mm的提离范围内,提离对焊缝缺陷信号产生的影响相对较小,能够较好的适应焊缝凹凸不平的表面,有效识别焊缝缺陷。

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【部分图文】：

图1旋转涡流探头结构示意图

板表面感应出均匀涡流场的方式进行检测[16]。均匀涡流检测方法虽然能有效抑制焊缝不平整表面造成的检测噪声[16-17],但是由于涡流场由单一激励线圈激发,涡流场的分布固定且与激励线圈放置方向一致,导致在基于均匀涡流原理的缺陷检测过程中,探头的检测灵敏度受探头扫查路径与裂纹缺陷的夹....

图2相位差为π/2的两涡流信号及总涡流场方向

式中:a可以看作涡流感应系数,对于确定的探头a为常数,φ为总涡流场的初始相位角。论文计算出如图2所示的从0时刻开始,以T/8为步长增加至T的一个周期内总涡流场的方向。从图2中可以看出在一个周期内总涡流场的方向为顺时针方向旋转。式(3)和图2表明当给论文设计的旋转涡流探头加载幅值和....

图3无缺陷金属试件表面涡流密度矢量图

表1旋转涡流探头参数线圈1线圈2线圈3尺寸/(mm×mm×mm)11×11×211×10×210×10×2厚度/mm0.50.50.5匝数100100100在COMSOLMultiphysics仿真软件中建立好旋转涡流探头模型以后,首先验证了当给....

图4检测线圈在有、无缺陷时的感应信号图

接着,在旋转涡流探头正下方的金属试件表面设置一个槽型缺陷,用于验证探头的检测线圈输出信号在有缺陷和没缺陷情况下的差异。设置缺陷的长×宽×深为20mm×0.3mm×2mm。然后分别提取有、无缺陷时一个周期的检测线圈输出信号波形。得到如图4所示有、无缺陷情况下一个周期内检测线圈....

本文编号：3896917