超声tofd无损检测的喷水式自动扫描装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及焊缝或接头的的自动化超声无损检测领域，具体涉及一种超声TOFD无损检测的喷水式自动扫描装置。
技术背景
[0002]超声衍射时差法(Time of flight technique，简称T0FD)，其原理基于经典声学理论，即:利用缺陷尖端遭遇入射声波时形成衍射波的到达时间对缺陷进行测深定高。检测过程中将两纵波斜探头相对放置、一发一收，检测探头接收到的特征波形包括侧向波、缺陷衍射波和底面波，计算上述特征波形的时间差值可确定缺陷深度和尺寸。基于A扫描信号的TOFD图像具有成像快速、高效、直观的优势，特别适用于检测具有各种取向的面型缺陷，如:裂纹、分层、折叠等，已广泛的应用于各类焊缝、接头的无损检测中。超声TOFD检测中的探头间距和探头与工件的耦合性能是影响检测效果的关键检测参数；通过调整探头间距可保证检测区域覆盖足够的声波能量，而良好的耦合性能则能保证扫描过程中入射至检测对象的检测声束保持稳定、避免漏检。超声TOFD检测的常用扫描装置是装有编码器的手推式小车支架，检测探头安装于小车支架上，永磁体车轮支撑支架运动；编码器用于记录扫描位置，探头通过直接接触或喷水的耦合方式与工件耦合，永磁体制成的车轮可吸附在被检的磁性材料上以提高探头耦合的稳定性。手推式的超声TOFD检测支架在较低速时能满足检测要求，适用于长度较长的铁磁性材料焊缝的检测。然而，当检测速度较快或对非铁磁性材料检测时，车轮无法吸附在工件上，探头与工件的耦合情况及运动稳定性难以保证；检测人员的主客观因素对检测结果的影响增强，容易导致检测图像的质量变坏、进而造成缺陷漏检或误判。
【发明内容】
[0003]针对于上述问题，本发明希望提供一种能够对焊缝或接头(含非铁磁性材料)进行快速、自动超声TOFD扫描的装置。本发明涉及的是用于超声TOFD无损检测的喷水式自动扫描装置，采用喷水式耦合与自动扫描相结合的方式对工件进行超声TOFD检测，避免了探头与工件之间因耦合不良导致的声波强度降低及信号不稳定问题、降低检测探头的接触磨损、提高了系统的稳定性、减少了检测人员主客观因素的不利影响、提高了检测效率。本发明为各类焊缝、连接接头的超声TOFD检测提供了一种新的检测装置及解决方案，特别适用于对接头质量要求高的平板型关键零部件的检测。
[0004]具体而言，本发明提供一种超声TOFD无损检测的喷水式自动扫描装置，通过以下技术方案实现；该喷水式自动扫描装置包括:探头夹持部分、耦合水循环部分、PCS调整部分、三维运动部分；其特征在于:
所述探头夹持部分由夹头、探头固定螺栓、滑轨、滑块、滑轨配重、L型连接件构成；其中夹头安装在滑轨端部，滑轨在滑块上沿竖直方向滑动；滑轨配重固定在滑轨上端，与滑轨一起为探头提供耦合压力、使探头与检测工件表面具备良好的声耦合；滑块固定在L型连接件上，并通过L型件与PCS调节部分的L型件相连；
所述PCS调节部分由两组结构相同的一维微型运动滑组组成，各滑组分别搭载一个相同的探头夹持部分，滑组由滑块和丝杆组成，滑块上安装了 L型件与探头夹持部分的L型件相连；两滑组端部安装了手轮，通过调整手轮使滑块带动探头夹持部分运动；滑组端部还安装了固定螺栓，PCS调整部分通过L型连接件与三维运动部分中的铝柱相连；
所述三维运动部分由铝合金支架、三组一维滑动模组(X轴滑组15、y轴滑组16、z轴滑组14)构成，滑动模组均由57型步进电机驱动，三维运动部分通过铝柱与PCS调节部分的L型连接件相连，可带动PCS调节部分及探头夹持部分做三维运动；
所述耦合水循环部分由抽水机、排水机、流量阀门、软管、水槽和储水容器组成；各部件由软管相连构成水循环通路；水槽用于盛放检测工件及收集耦合水，抽水机负责将水从储水容器充入喷水式探头、在工件上形成耦合水层，排水机负责将水槽中的水排出至储水容器、实现耦合水的循环利用；流量阀门安装在抽水机的出水管处，通过流量阀门调整水流速度以保持在工件间形成稳定的耦合水层。
[0005]本发明所述PCS调节部分中的丝杠直径:8mm、螺距:1mm、有效行程:140mm、精度达到0.02mm、满足PCS调整的精度要求。
[0006]本发明所述三维运动部分中的一维滑动模组的丝杆直径16 mm、螺距2mm。
[0007]本发明的优点在于，超声TOFD无损检测的喷水式自动扫描装置，采用喷水式耦合的自动扫描方式对工件进行自动检测，能够在自动扫描过程中保持声波强度及信号稳定性，减少人为因素对检测结果的影响、提高检测效率并避免探头与工件之间直接接触导致的探头磨损。本发明为各类焊缝、连接接头的超声TOFD检测提供了一种新的检测装置及解决方案，特别适用于对接头质量要求高的平板型零部件的自动检测。
【附图说明】
[0008]图1为本发明检测装置全图。
[0009]图2为本发明探头夹持部分结构图。
[0010](a)为探头夹持部分的结构图正面图，(b)为探头夹持部分的结构图反面图。
[0011]图3为本发明PCS调整部分结构图。
[0012]图4为本发明三维运动部分结构图。
[0013]图5为本发明親合水循环部分结构图。
[0014]在图中，I为夹头，2为固定螺栓，3、滑轨，4、滑块，5、滑轨配重，6、L型连接件，7、L型件，8、滑块，9、丝杆，10、手轮，11、固定螺栓，12、L型连接件，13、铝柱，14、z轴滑组，15、x轴滑组，16、y轴滑组，17、铝合金支架，18、抽水机，19、排水机，20、流量阀门，21、喷水软管，22、水槽，23、储水容器。
【具体实施方式】
[0015]如图1-5所示，本发明是这样来工作和实施的，一种超声TOFD无损检测的喷水式自动扫描装置，所述的探头夹持部分由夹头(I)、探头固定螺栓(2)、滑轨(3)、滑块(4)、滑轨配重(5 )、L型连接件(6)构成；其中夹头(I)安装在滑轨(3 )端部，滑轨(3 )可在滑块(4 )上沿竖直方向滑动；滑轨配重(5)固定在滑轨(3)上端，与滑轨(3) —起为探头提供耦合压力、使探头与检测工件表面具备良好的声耦合；滑块(4)固定在L型连接件(6)上，并通过L型件(6)与PCS调节部分的L型件(7)相连。
[0016]所述的PCS调节部分由两组结构相同的一维微型运动滑组组成，各滑组分别搭载一个相同的探头夹