铜钢惯性摩擦焊接头超声无损检测特性的研究

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1、摘要本文系统地研究了异质材料摩擦焊接头超声无损检测特性。研究的试件为铜一钢惯性摩擦焊接头，采用美国PAC公司生产的超声C扫描系统及聚焦探头水浸测试。首先研究了检测参数对焊接试件接头界面C扫描特征的影响，同时记录特征区域的超声A信号，对局部区域截取微型试样，应用微型剪切试验检测接头局部剪切力学性能。通过对超声C扫描图形的分析，对不同灰度区域进行分类。通过对A信号反射幅值与接头微型剪切力学性能关系的研究，结果表明，最大剪切强度随着反射幅值的增加而下降。同时，研究了C扫描图形中／f；间狄度区域的面积比与整个接头计算强度的关系，结果

2、表明，对整体试件接合强度的估计与试件焊接规范参数有很好的对应关系，可以应用C扫描图形的灰度来表征摩擦焊接头的接合质量。在此研究的基础上，对超声反射幅值与试样剪切强度对应关系不明显区域的信号进行了进一步分析。利用傅立叶变换对反射信号进行处理，通过在频域内进行分析，得出特征量，基于此区域信号的特征量与剪切韧性相互结合进行评价，考虑到噪声对信号分析的影响，利用小波变换对超声波反射信号进行降噪处理，结果表明，处理后信号的信噪比有一定的提高，为小波变化在实际摩擦焊接头性能评定中的应用提供了基础。关键词：无损检测；超声波；惯性摩擦焊；c

3、扫描；小波变换AbstractInthepresentworktheul仃asonicnondestructivetestingfNDT)characteristicsoffrictionweldeddissimilarmaterialsiointshavebeensystematicallystudied．ThespecimentestedistheCu．steelinenia衔ctionweldedioints．IIlthetestin譬aUSPACcompanymadeultrasonicCscansyStemwimf

4、ocustransducerisusedinwaterimmerSion．First，ef伦ctoftestparametersontheCscancharacteristicsismvesti2atedfortheweldedioints．111memeantimesupersonicAsi2nalsarerecordedforthespecialinterestingregions．Then，microsamplesaresectIonedUsingmicrosheartestin2localmechanicalprop

5、ertiesofthejointsaredete丌nined．ThroughtheanalysisofthesupersonicCscanimages，Erayscaleofthelmageisclassifled．BasedontherelationbetweentheuItrasonicrenectionamDlitLldeandthemicroshearpmperties，itisindicatedthatthemaximumshearstrengthisdecreasedwithincreasingtherenect

6、iveamplitude．Inadditionthespecificarcaofdiff音rcnt2rayscaleregionintheCscanimagescanbecorrelatedtothecaIculatedstrengthoftheioints．Itisfeltthattheestimateofthestrengthofiointsiscoincidentwlththeweldingparameters．Thus，thegrayscaleoftheCscanimagesmaybeusedtocharacteri

7、zethejointquality．Fortheregionwheretherelationbetweentheslgnalreflectionandmicroshearstrengthcannotbewellcorrelatedfunhersigmalprocessingtechniqueisused．BVmeansofFourier’stransfbnllation，themicrosheartoughnessoftheiointscanbeevaluatedth】．0ughthecharacteristicanalys

8、isin丘equencydomain．Consideringea'ectofnoiseontheavailabIesi霉皿als，wavelettransfonnationisut订izedtodecreasethenoiseintherenectivesignals．Itisindica