搅拌摩擦焊缺陷的无损检测技术研究.pdf

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1、学校代码10406分类号TP391.4密级学号080080402119题目搅拌摩擦焊缺陷的无损检测技术研究作者孟永乐学科、专业测试计量技术及仪器指导教师柯黎明教授申请学位日期2011年6月学校代码：10406分类号：TP391.4学号：080080402119南昌航空大学硕士学位论文（学位研究生）搅拌摩擦焊缺陷的无损检测技术研究硕士研究生：孟永乐导师：柯黎明教授申请学位级别：硕士学科、专业：测试计量技术及仪器所在单位：测试与光电工程学院答辩日期：2011年6月授予学位单位：南昌航空大学Investigationonnon-destructivetestingtechnologyi

2、nfrictionstirweldingdefectsADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterOnTestingTechnologyandInstrumentAutomationbyMengYongleUndertheSupervisionofProf.KeLimingSchoolofAutomationNanchangHangkongUniversity,Nanchang,ChinaJun,2011摘要搅拌摩擦焊是一种新型固相焊接技术，避免了气孔、夹杂、凝固裂纹等缺陷的产生，但当焊接工艺参数选择不合理时，焊缝中会出现紧贴、细微和位向复

3、杂的缺陷，增加了无损检测的难度，影响了搅拌摩擦焊技术的推广应用。本文以铝合金搅拌摩擦焊焊缝中常见的包铝层伸入、隧道型缺陷、疏松、未焊透、紧贴型缺陷为检测对象，分析单晶和双晶斜探头检测缺陷的超声静态波形特征。试验结果表明，单晶和双晶斜探头检测的缺陷静态波形较相似。包铝层伸入的静态波形中有两束峰值不同的波峰；隧道型缺陷的静态波形中有多个峰值不同的波峰；疏松的静态波形中有多个峰值相近的波峰，但隧道型缺陷的峰值高于疏松；未焊透的静态波形中只有单束波峰，其峰值高于其它三种缺陷。双晶斜探头检测灵敏度高于单晶斜探头，单晶斜探头可检出尺寸大于2mm的缺陷，双晶斜探头可检出尺寸大于0.8mm的缺陷

4、。针对单晶和双晶斜探头不能检出尺寸小于0.8mm的FSW缺陷这一问题，本文尝试用磁法检测技术对缺陷进行检测，从机理上分析了磁法检测适用于铝合金FSW焊缝缺陷检测的可行性，并选FVM400磁力计对人工缺陷和FSW焊缝缺陷进行了验证。试验结果表明，磁法检测能检测出隧道型缺陷、疏松和紧贴型缺陷；地磁场强度曲线波峰高度大于50nT的位置与FSW缺陷位置有较好地对应关系，FSW缺陷的地磁场强度曲线波峰高度与缺陷长宽比成正比关系；磁法检测技术能够检测出直径为0.4mm的盲孔缺陷。关键词：搅拌摩擦焊；焊缝缺陷；超声检测；磁法检测AbstractFrictionStirWelding(FSW)i

5、sarelativenovelsolid-phaseweldingtechniquewithoutanydefectssuchaspores,inclusionsandsolidificationcracks.Theclosed,subtleandintricateweldingdefectswillbeoccurredwhentheweldingparametersareimproper,whichincreasethedifficultyofnondestructivetesting,andthenaffectstheapplicationofFSW.Thetestingst

6、aticwaveformcharacteristicofthenormaldefectsinFSWweldwhichinvolvethealuminumcladpenetration,channeldefect,porosity,lackofpenetrationandcloseddefectwereanalyzedusingthesingle-crystalprobeandthedouble-crystalinclinedprobeinthispaper.Theresearchresultsshowthatthetestingstaticwaveformofthedefects

7、,testedwiththesingle-crystalprobeandthedouble-crystalinclinedprobe,wassimilar.Thetwowavepeakswithdifferentpeakvalueinthestaticwaveformofthealuminumcladpenetrationdefects,theseveralwavepeakswithdifferentpeakvalueinthestaticwaveformofthechannel