1、引言
随着铝合金材料在各领域、各行业中应用的日趋广泛,对于其性能、质量、安全的检测也逐渐得到社会各界的高度重视。目前,国内在铝合金材料的检测工作中,主要是依据GB/T20975—2008仲裁标准的相关规定,在铝合金材料的生产检验、贸易商检、产品质量评定、新材料开发与研究等方面都发挥了重要的作用。在现代建筑工程结构、机械机构的设计中,铝合金材料的检测结果也是重要的基本参数之一,对于提高设计的整体质量具有不容忽视的意义。
目前.国内生产的铝合金材料多采取温挤成形工艺,由于铝合金材料普遍具有强度高、质量轻、密度小、耐腐蚀、韧性高等优点,所以在各领域中的应用也呈现出了良好的发展态势。例如:在工业生产过程中,铝合金材料在部分高精密零件的生产中逐渐取代传统的金属材料,但是由于受到生产工艺,技术等因素的限制,在铝合金材料表面、近表面或内部有可能出现夹杂、裂纹、气泡等质量缺陷,有些缺陷是肉眼所无法发现的,必须经过专业仪器的检测。本文以铝合金材料为研究对象,简要分析了超声检测技术的实际应用和注意事项。
2、铝合金材料超声检测技术及评价
在铝合金材料的检测中,超声检测技术是较为先进的方法之一,其具有操作简单、结果精确、可靠性高等优点,在国内应用的范围较为广泛。本文以国内某铝合金材料生产企业应用超声检测技术为例,进行具体的分析。
2.1、超声检测技术概述
在铝合金材料的超声检测中,本企业率先引入美国最为先进的UltraPAC-Ⅱ水浸超声C扫描检测技术,通过对材料加工过程中采集的人工探伤试块进行校验与对比检测,判定铝合金材料的整体性能和质量。铝合金材料应用超声检测技术可以将水作为特殊的耦合介质,而检测仪器不与材料发生接触,对于形状较为复杂的铝合金材料也可以做到快速、准确的检测。一般情况下,超声检测技术适用于0.Imm以上的铝合金材料,对于材料表面、内表面及内部等处的缺陷都能有效检测,克服了其他检测技术盲区较大的缺点。在铝合金材料的检测中,表面的检测盲区一般为0.3mm,而底部缺陷的分辨距离则在0.4mm以上,所以选取的铝合金材料试样的尺寸必须大于0.5mm。在铝合金材料检测时间的选取时,应尽量在半精车之后,精车之前。
2.2、检测工艺参数的确定
由于部分铝合金材料的表面形状较为复杂,特别是在材料端面的检测中,由于材料表面和内部缺陷的反射波在成像显示时会形成一定的干扰,从而导
致铝合金材料的内部缺陷判定出现误差,增加了工艺参数确定和调整的难度。因此,在铝合金材料超声检测工艺参数的确定时,必须对各个检测项目的工艺参数进行反复调整,以保障各项检测参数相匹配,并保证C型显示图像效果的清晰。
2.3、超声性能测试
在铝合金材料的检测中.超声性能测试是重要的项目之一,也是科学确定铝合金材料整体性能的关键步骤,在实际操作中,必须注重操作流程的规
范性、合理性,为检测结果及评价提供科学的数据和相关资料。
2.3.1、扫描速度的控制根据被检测铝合金材料试样的最大厚度,采取探头对准其宽度中间部位的方式,并且将仪器的扫描速度调节为l:2。
2.3.2、检测试样表面材质的补偿将探头对准检测试样的中心部位,在探伤仪的示波屏上会出现相应的底波,如:Bl,B2,B3 ,按照操作规范将Bl调整到屏幕的90%高度,在示波屏表面的透明玻璃板上进行记录后,将Bl,B2,B3 进行有序连接,此时应注意观察衰减器中分贝数的变化情况。一般情况下,衰减器所降低的分贝数值,即为铝合金材料表面材质的补偿数值。
2.4、检测结果及评价
在铝合金材料的锻造过程中,分层缺陷较为常见,其引发因索为:润滑剂或氧化皮等杂质在锻造操作中进入到材料内部.从而形成影响材料整体性
能的杂质夹层。同时,由于各项工艺参数控制不当,容易造成铝合金材料出现裂纹、分层等质量缺陷。在正常操作的情况下,应用超声C扫描检测技术查出的铝合金材料质量缺陷,与金相或电镜下分析的结果是一致的。
在铝合金材料的超声检测中,为了准确分析出材料缺陷位置、深度的影响定量,必须将试样的边界条件与加载荷控制等数据进行科学的检测。国内目前主要采用将被测面周边刚度增大的方法,即加工铝合金材料时.将试样的外壁按照一定的比例加厚,保证被侧面与内壁的刚度形成一定的差异,以控制试样受载过程的被测面变形现象。另外,在铝合金材料超声检测中,试样的边界条件与理论边界条件很难保证一致,这也是造成实验与计算结果中存在偏差的主要因素,此类偏差只能尽量减小,但是无法彻底消除。
3、铝合金材料超声检测系统的设计与实现
目前,国内在应用超声检测技术进行铝合金材料的检测时,普遍构建了专业的检测系统,其主要应用了较为先进的精密机械、控制卡驱动、工控机等技术。在超声检测系统的设计中,充分利用了纵波脉冲反射法,以实现对于铝台金材料的自动化、智能化检测。
3.1、超声检测系统的设计
在铝合金材料超声检测系统的设计中,应注意下列问题:1)根据待检材料的形状选择相应的扫描方式和扫描路径轨迹t2)使用步进电机驱动扫描装置,同时带动超声探头进行材料的扫描,保证各项参数收集、处理、显示的一体化;3)系统必须要准确定位材料表面及内部缺陷的位置,并且保证检测结果的自动生成与打印。
3.2、超声检测系统自动检测实现
应用超声检测系统进行铝合金材料检测的流程如下:1)将待测铝合金材料试样装卡至实验室检测台后,按照要求启动检测系统,并根据材料的实际尺寸设置相关检测信息和参数,2)对超声检测系统进行自动检查,尤其是要查看I/0卡、电机控制卡的安装是否正确,以保证检测操作的顺利进行-3)在铝合金材料试样各项信息或数据的采集过程中,应用超声采集卡进行超声信号的收集,并且自动进行存储、处理与显示。
结语
综上所述,在铝合金材料的检测中,必须加强各类技术的创新和应用,以保证检测结果更为精密、可靠、合理。同时,结合本文分析的超声检测技术,也要在结合现有技术条件和经验的基础上,不但加强自动化、智能化检测系统的建设。
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