一种点焊熔核直径的定量化超声波无损检测方法
【技术领域】
[0001]本发明具体涉及一种点焊熔核直径的定量化超声波无损检测方法，它是一种适用于各种金属板件和板厚的点焊熔核直径的超声波无损检测方法，能精确测量金属板件点焊熔核直径的大小。
【背景技术】
[0002]电阻点焊是现代工业制造中广泛应用的焊接工艺之一，尤其是在汽车车身制造过程中，因此保证点焊焊接质量成为汽车车身装配质量、控制车体误差的关键。焊点的质量由焊点强度来表征，而焊点强度主要取决于焊点的几何尺寸。实验表明，熔核直径与焊点强度近似成正比，因此，熔核直径是焊点质量的主要决定因素。
[0003]目前国内整车厂对焊点质量的检测主要通过破坏性抽检的手段实现，其效果滞后、费时、成本高、废料多，因此无损检测技术被迫切地希望引入到焊点质量的检测中来。现有的点焊熔核直径的无损检测技术，一般是先设定一个标准曲线，再将实际检测的超声信号幅度比与设定标准曲线进行比较，当熔核直径小于设定的标准值时，判定焊点质量不合格，这种方法可以直接的反映焊点的质量合格与否，但是，这种方法只定性不定量，不能快速、精确地给出熔核直径的精确测量值。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种点焊熔核直径的定量化超声波无损检测方法，它能快速、精确地定量化检测电阻点焊的熔核直径，直观反映焊点质量。
[0005]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
[0006]一种点焊熔核直径的定量化超声波无损检测方法，包括以下步骤:
[0007]S1、选择跟实际待测焊点相同材质和厚度的点焊试样，将发射探头和接收探头安装在点焊试样的点焊熔核的两侧，所述发射探头的有效直径dmax大于点焊熔核的直径，所述接收探头的有效直径dmin小于点焊熔核的直径；
[0008]S2、移动接收探头，每位移一定距离X，记录接收探头接收到的发射探头发射的超声a扫描信号中第一主回波的幅度B，绘制幅度B与接收探头位移X的B-x关系曲线；
[0009]S3、沿点焊熔核的直径方向将点焊试样焊点切开，进行金相试验，测量焊点的实际熔核直径Dtl;
[0010]S4、在B-X关系曲线中做一条平行于X轴的直线1，平移直线1，使I截得曲线两点横坐标之差为实际熔核直径Dtl与接收探头有效直径dmin之和，记录并储存此时直线I纵坐标对应的Btl值；
[0011]S5、将发射探头和接收探头安装在实际待测焊点的点焊熔核的两侧，移动接收探头，当接收探头接收到的发射探头发射的超声a扫描信号中第一主回波的幅度B第一次达到Btl时，记录接收探头的位移X a，当接收探头接收到的发射探头发射的超声a扫描信号中第一主回波的幅度B第二次达到Btl时，记录接收探头的位移X b，接收探头的位移之差Xt =Xb-Xa,实际待测焊点的点焊熔核的直径即为Xt-dmin。
[0012]按上述技术方案，所述发射探头的有效直径dmax= 13mm。
[0013]按上述技术方案，所述接收探头的有效直径dmin= 3mm。
[0014]按上述技术方案，所述发射探头与点焊熔核之间注满黏性耦合剂。
[0015]按上述技术方案，所述黏性耦合剂为机油。
[0016]按上述技术方案，所述接收探头与点焊熔核之间设有一定提离距离3_5mm。
[0017]本发明产生的有益效果是:本发明利用精度高的超声a扫描技术穿透法，能快速、准确地定量化测量实际待测焊点的熔核直径，直观反映焊点质量，也为后续焊点质量定量化研宄提供依据。该方法对操作环境和设备装置的要求较低，效率高并能保证检测精度，操作简单。
【附图说明】
[0018]下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中:
[0019]图1是本发明中定量化超声波无损检测装置的结构示意图；
[0020]图2是本发明中接收探头的位移示意图；
[0021]图3是2+2mmQ235低碳钢样板焊点的B_x关系曲线图；
[0022]图4是直线I截B-x曲线所对应的两个极限位置。
【具体实施方式】
[0023]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0024]如图1-图3所示，一种点焊熔核直径的定量化超声波无损检测方法，包括以下步骤:
[0025]S1、选择跟实际待测焊点相同材质和厚度的点焊试样，将发射探头和接收探头安装在点焊试样的点焊熔核的两侧，所述发射探头的有效直径dmax大于点焊熔核的直径，以覆盖整个焊点并垂直晶片发射超声波信号，所述接收探头的有效直径cU/j、于点焊熔核的直径；
[0026]S2、移动接收探头，每位移一定距离X，记录接收探头接收到的发射探头发射的超声a扫描信号中第一主回波的幅度B，绘制幅度B与接收探头位移X的B-x关系曲线；
[0027]S3、沿点焊熔核的直径方向将点焊试样焊点切开，进行金相试验，测量焊点的实际熔核直径Dtl;
[0028]S4、在B-x关系曲线中做一条平行于X轴的直线1，平移直线1，使I截得曲线两点横坐标之差为实际熔核直径Dtl与接收探头有效直径dmin之和，记录并储存此时直线I纵坐标对应的Btl值；
[0029]S5、将发射探头和接收探头安装在实际待测焊点的点焊熔核的两侧，移动接收探头，当接收探头接收到的发射探头发射的超声a扫描信号中第一主回波的幅度B第一次达到Btl时，记录接收探头的位移X a，当接收探头接收到的发射探头发射的超声a扫描信号中第一主回波的幅度B第二次达到Btl时，记录接收探头的位移X b，接收探头的位移之差Xt =Xb-Xa,实际待测焊点的点焊熔核的直径即为Xt-dmin。
[0030]在本发明的优选实施例中，发射探头的有效直径dmax= 13mm。
[0031]理论上，接收探头的有效直径是越小越好，如将其视为一个点，当接收探头到达图2中位置3时，其超声覆盖面积将直接达到最大，即B值直接到达最大，那么B-x曲线中纵坐标只会有O和Btl值，但由于加工条件的限制，高频超声探头最小晶片直径为3mm，故在本发明的优选实施例中，接收探头的有效直径dmin= 3mm。
[0032]在本发明的优选实施例中，发射探头与点焊熔核之间注满黏性耦合剂。
[0033]在本发明的优选实施例中，黏性耦合剂为机油，以增大其黏度，使得发射探头与焊点的耦合效果更好。
[0034]在本发明的优选实施例中，接收探头与点焊熔核之间设有一定提离距离3_5mm。
[0035]本发明在具体应用时，如图1所示，例如对2+2mmQ235低碳钢板电阻点焊的熔核直径进行定量化超声波无损检测，先利用规范的点焊参数对2+2_Q235低碳钢样板4进行电阻点焊，得到焊点12，再安装定量化超声波无损检测装置:一个有效直径dmax较大的高频超声探头17通过与之匹配的探头固定外罩16固定在带有圆孔的试件支撑架15上，预留一定缝隙，作为发射探头，在发射探头预留的缝隙中注满黏性耦合剂-机油13，并将焊点12置于其上，焊点上方放置一个内孔直径适中的环形磁铁5，通过吸力固定在板件上，一个有效直径dmin较小的高频超声探头10通过紧固螺钉11固定在移动杆8上，作为接收探头，移动杆8装在步进