一种超声波残余应力测试设备的制造方法_2

文档序号:9863033阅读:来源:国知局
2] 进一步,本发明在所述数据库模块包括的关系数据库中,所述材料的微观特性包 括材料的晶粒度。即所述数据库模块包括材料的晶粒度与纵波衰减度的关系数据库、材料 的晶粒度与临界折射纵波在所述材料的零应力样中传播时间的关系数据库和材料的晶粒 度与声弹性系数的关系数据库。
[0023] 晶粒度是一种重要的材料的微观特性,对材料的声弹性系数和临界折射纵波在所 述材料的零应力样中传播时间影响很大;在数据库模块中加入与晶粒度相关的关系数据 库,可在测试过程中对晶粒度造成的误差进行修正,显著提高超声波对焊接接头残余应力 的测试精度。
[0024] 本发明中,上述材料的晶粒度与纵波衰减度的关系数据库、材料的晶粒度与临界 折射纵波在所述材料的零应力样中传播时间的关系数据库和材料的晶粒度与声弹性系数 的关系数据库的建立方法是:
[0025] A、准备晶粒度测试样
[0026] A1、平行材料社制或挤压方向切取拉伸样η组,记为化组,化组…Nn-i组,Nn组,每组 拉伸样包括相同拉伸样。根;
[0027] A2、对N1组拉伸样不做任何处理,对化-Nn组拉伸样进行不同条件热处理、同一组中 的拉伸样热处理条件相同,具体的热处理条件是:化组拉伸样在溫度Ta°C保溫ha小时,化组 拉伸样在溫度Ta°C保溫ha+ Δ ha小时……Nn-1组拉伸样在溫度Ta °C保溫ha+ Δ ha ( Π -Ι-2 )小时, Νη组拉伸样在溫度Ta°C保溫ha+ Δ ha(n-2)小时,即得到化-Νη组晶粒度测试样,其中Δ ha为相 邻两组拉伸样保溫时间相差的小时数;化-Nn组晶粒度测试样经过热处理,可认为是零应力 状态;
[0028] A3、对化-Nn组晶粒度测试样进行金相处理,通过显微镜或电子背散射衍射计算出 经过金相处理的化-Nn组各组中所有晶粒度测试样的晶粒度,并分别取化-Nn组各组中所有 晶粒度测试样的晶粒度平均值,分别记为化,化,化……Un-1,Un ;
[0029] B、建立晶粒度与纵波信号衰减度的关系数据库
[0030] B1、使用纵波平探头对化-Nn组各组中所有晶粒度测试样分别进行衰减度测试,计 算出化-Nn组各组中所有晶粒度测试样的纵波信号衰减度平均值,分别记为Ml, M2,M3…… Mn-1 ?Mn ;
[0031] B2、根据化-Nn组各组晶粒度测试样的纵波信号的衰减度平均值(M2,M3……Mn-l, Μη),与化-Nn组各组晶粒度测试样的晶粒度平均值(化,化……Un-1,Un),利用最小二乘法建立 晶粒度U与纵波信号衰减度Μ的关系数据库,U = f(M);将化组所有晶粒度测试样的纵波信号 衰减度平均值Ml带入U = f(M),算出化组晶粒度测试样的晶粒度计算值化';将化组晶粒度测 试样的晶粒度计算值化'与A13得到的化组所有晶粒度测试样的晶粒度平均值化进行对比, 如果误差在δι%Κ内,符合要求,所建立的晶粒度U与纵波信号衰减度Μ的关系数据库U = f (Μ)有效;如果误差大于δι%,重新按照A1-A3准备晶粒度测试样品,并按照B1-B2建立晶粒 度U与纵波信号衰减度Μ的关系数据库,直到满足误差要求;
[0032] C、建立晶粒度与临界折射纵波在零应力样中传播时间的关系数据库
[0033] C1、分别对化-Νη组各组中所有晶粒度测试样进行临界折射纵波速度采集,得到临 界折射纵波在化-Νη组各组晶粒度测试样的平均传播速度,记为Vl0,V20,V30……V(n-l)0,Vn0, 并根据超声波收发换能器间的距离L,计算出临界折射纵波在化-Nn组各组晶粒度测试样的 平均传播时间,即为临界折射纵波在不同晶粒尺寸的零应力晶粒度测试样中的平均传播时 间,记为Τ?0,Τ20,Τ30......Τ(η-1)0,Τη0;
[0034] C2、根据临界折射纵波在化-Νη组各组晶粒度测试样的平均传播时间(Τ20,Τ30…… Τ(η-1)0,ΤηΟ ),与化-Νη组各组晶粒度测试样的晶粒度平均值(化,化……Un-1,Un),利用最小二 乘法建立晶粒度U与临界折射纵波在零应力样中传播时间to的关系数据库,tn=(p (U);将化组 所有晶粒度测试样的晶粒度平均值化带入%=φ (U),算出临界折射纵波在化组晶粒度测试样 的传播时间计算值Tio';将临界折射纵波在化组晶粒度测试样的传播时间计算值Tio'与临界 折射纵波在化组晶粒度测试样的实际平均传播时间Tio进行对比,如果误差在δ2%Κ内,符 合要求,所建立的晶粒度U与临界折射纵波在零应力样中传播时间to的关系数据库t〇=(p (IJ) 有效;如果误差大于δ2%,重新按照A1-A3准备晶粒度测试样品,并按照C1-C2建立晶粒度U 与临界折射纵波在零应力样中传播时间to的关系数据库,直到满足误差要求;
[0035] D、建立晶粒度与声弹性系数的关系数据库
[0036] D1、分别对化-Nn组各组中所有晶粒度测试样进行声弹性系数拉伸标定,得到化-Nn 组各组晶粒度测试样的平均声弹性系数,记为Κ?,Κ2,Κ3……Κη-1,Κη;
[0037] 02、根据化-Νη组各组晶粒度测试样的平均声弹性系数化2,Κ3……1(。-1,1(。),与化-亂 组各组晶粒度测试样的晶粒度平均值(化,化……山-1,山),利用最小二乘法建立晶粒度1]与 声弹性系数k的关系数据库,k = a(U),将化组所有晶粒度测试样的晶粒度平均值化带入k = a 化),算出化组晶粒度测试样的声弹性系数计算值Κι',将化组晶粒度测试样的声弹性系数计 算值Κι'与化组晶粒度测试样的实际平均声弹性系数Κι进行对比,如果误差在δ3%Κ内,符 合要求,所建立的晶粒度U与声弹性系数k的关系数据库k = a(U)有效;如果误差大于δ3%, 重新按照Α1-Α3准备晶粒度测试样品,并按照D1-D2建立晶粒度U与声弹性系数k的关系数据 库,直到满足误差要求。
[0038] 更进一步,本发明在所述数据库模块包括的关系数据库中,所述材料的微观特性 包括材料的析出相量。即所述数据库模块包括材料的析出相量与纵波衰减度的关系数据 库、材料的析出相量与临界折射纵波在所述材料的零应力样中传播时间的关系数据库和材 料的析出相量与声弹性系数的关系数据库。
[0039] 析出相量是一种重要的材料的微观特性,对材料的声弹性系数和临界折射纵波在 所述材料的零应力样中传播时间影响很大;在数据库模块中加入与析出相量相关的关系数 据库,可在测试过程中对析出相量造成的误差进行修正,显著提高超声波对焊接接头残余 应力的测试精度。
[0040] 本发明中,上述材料的析出相量与纵波衰减度的关系数据库、材料的析出相量与 临界折射纵波在所述材料的零应力样中传播时间的关系数据库和材料的析出相量与声弹 性系数的关系数据库的建立方法是:
[0041] A、准备析出相测试样
[0042] A1、平行材料社制或挤压方向切取拉伸样W组,记为Wi组,W2组…Ww-i组,Ww组,每组 拉伸样包括相同拉伸样η根;
[0043] Α2、对^^组拉伸样不做任何处理,对W2-Ww组拉伸样进行不同条件热处理、同一组中 的拉伸样热处理条件相同,具体的热处理条件是:W2组拉伸样在溫度TVC保溫时间hb小时, 化组拉伸样在溫度TVC保溫时间hb+ Δ hb小时……Ww-組拉伸样在溫度TVC保溫时间hb+ Δ hb (w-1 -2)小时,Ww组拉伸样在溫度Tb°C保溫时间hb+ Δ hb(w-2)小时,即得到Wi-Ww组析出相测 试样,其中A hb为相邻两组拉伸样保溫时间相差的小时数;其中化-
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