一种航空叶轮扩散焊立体界面的成像检测方法及其多轴自动扫查装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种超声波检测方法和装置，具体涉及一种航空叶轮扩散焊立体界面的成像检测方法及多轴自动扫查装置设计。
【背景技术】
[0002]航空发动机都是各个国家大力研发的高精尖航空部件，对航空发动机的叶轮叶片精度、尺寸及整体质量要求越来越高。航空叶轮作为航空发动机的重要组成部分，越来越复杂的一体式叶轮开始出现，这些航空叶轮通常存在叶片间隔较小、扭曲大、叶片厚度较薄等特点。提高叶轮质量，乃至整个发动机系统的性能发挥重要作用。
[0003]目前还没有对航空叶轮扩散焊立体界面成套的检测方法、缺陷识别以及自动成像检测装置，在此之前使用A扫进行检测，效率低、准确性不高、缺陷识别困难、对检测人员的要求高。利用航空叶轮扩散焊立体界面成像检测自动装置，具有操作简单、准确性高、缺陷易识别等优点，解决航空叶轮扩散焊立体界面的质量检测。
【发明内容】
[0004]为了解决上述的检测难点，本发明提供了一种航空叶轮扩散焊立体界面的成像检测方法及多轴自动扫查装置设计。
[0005]—种航空叶轮扩散焊立体界面的成像检测方法，其特征在于方法步骤如下:
(1)根据带有未复合缺陷的样品的厚度、大小以及材质、衰减等选取合适的点聚焦水浸式换能器(探头)；
(2)根据叶轮的参数，其中包括叶轮盖板的倾斜角度调节探头的检测角度、根据叶片的位置确定焊缝的区域，从而调节探头的检测范围(扫查范围)；
(3)调节点聚焦水浸探头的焦距，保证足够的能量和一定声速范围能够覆盖所有焊缝，保证不漏检；
(4)调节好探头的全部的参数之后，启动机械自动扫查装置，打开扫查软件，进行全波列采集，记录并保存全部数据；
(5)扫查结束之后，通过软件提取出缺陷的特征信息，给出结论。
[0006]机械自动扫查装置主要包括内循环式滚珠丝杆、伺服电机、行星减速器、A轴伺服电机通过传动机构带动行星减速器实现转动，B轴伺服电机带动内循环式滚珠丝杆实现Z轴上下移动，C轴伺服电机带动内循环式滚珠丝杆实现Y轴左右移动，D轴伺服电机带动内循环式滚珠丝杆实现X轴前后移动，E轴直接调解探头角度。
[0007]所述机械自动扫查有两种运动模式:直线运动和转动;直线传动选择内循环式滚珠丝杆作为运动导轨。
[0008]航空叶轮的转动是整个超声波检测过程的重要环节，采用行星减速器，受力分散且均匀，叶轮运动稳定，满足了数据采集所要求的稳定性，解决了影响超声波检测的外界干扰。
[0009]由于叶轮盖板的厚度不均，为保证声束与焊接面垂直，经计算，应将换能器偏转I度11分(即纵波入射角为I度11分，经过折射之后的纵波，传播方向会垂直于叶轮焊接面)。
[0010]运动方式的控制，为了保证声束时刻与焊接面垂直，固定探头不动，叶轮绕着母线进行旋转一周。
[0011]旋转一圈之后，探头沿着盖板斜面向下平行移动I个毫米，然后重复上述运动方式。软件的后处理，能对缺陷进行识别、定位定量。
[0012]本发明的优点是:解决了扩散焊接立体界面超声成像检测问题，设计出了一套自动成像检测装置，提出了缺陷自动识别方法。本方法可以有效的检出扩散界面的未复合、扩散不良缺陷以及盖板变形等问题。
【附图说明】
[0013]图1为本发明的被检测对象航空叶轮基座俯视图。
[0014]图2为本发明的被检测对象航空叶轮基座侧视图。
[0015]图3为本发明的航空叶轮自动成像检测装置示意图。
[0016]图4换能器三自由度机械装置主视图。
[0017]图5换能器三自由度机械装置左视图。
[0018]图6行星减速器的内部结构简图。
[0019]图7为本发明的航空叶轮检测软件主界面。
[0020]图8为本发明的航空叶轮试验测试图一。
[0021]图9为本发明的航空叶轮试验测试图二。
[0022]在图中，1:TH25-1310-SW-B10-1-JD模组(THK)，2:CSSJ-02_01 D、C模组垫板3:TH20-1200-Sff-B5-1-J C 模组(THK)，4:CSSJ-02_02 B、C模组连接板，5:TH20_510-
SW-B5-1-J B模组(THK)，6:CSSJ-02-03 C模组端支撑组件，7: SGMJV-02 传动电机，8:SGMJV-04 传动电，9:SGMJV-02 传动电机 10:GB6191_1986 M8X20 螺钉 304不锈钢，11:GB6191-1986 M10X30 螺钉 304不锈钢，12:GB119.1-2000 8X22 圆柱销，13:GB6191_1986M8X14螺钉，14:B、C模组螺母模组-08- 304不锈钢，15:CSSJ-02-04探杆支架3A21，16:CSSJ-02-05 探杆压块 3A21，17:CSSJ-02-06 探管(Φ 20x3，L=1200) 304不锈钢，18:CSSJ-02-07探头角度调节组件。
【具体实施方式】
[0023]下面结合附图，对本发明作进一步的说明。
[0024]本发明通过以下四点技术方案解决上述的技术问题:
1、检测方法:
1.1检测区域
由叶轮盖板和叶轮基座通过真空扩散焊接而成的航空叶轮共有八条焊缝，焊缝将整个台面进行螺旋结构的四十五度等分，每条焊缝完全相同。叶片宽度不是定值，其宽度以轴心位置最窄，沿螺旋方向逐渐增大，经过测量，焊缝宽度为1.0?3.0_。常规的超声波检测范围还包括焊缝两侧的热影响区域，由于真空扩散焊不属于熔焊，因此没有传统的焊缝以外的热影响区，直接检测八条焊缝即可，应保证百分之百覆盖。
[0025]在检测之前，应按照加工图纸在叶轮盖板上标记处相对应的焊接位置，检测时，以所标记的区域为实际检测面。
[0026]1.2检测角度
检测面为内角度30°，外角度35°的