引言
NDT C-SAM
采
航空领域中,无论是生产制造还是维修都大量采用的钎焊工艺。在机身蜂窝壁板、涡轮叶片、压气机叶片、燃烧室部件、铝合金机箱、燃油总管等关键位置,钎焊法可以免去铆钉连接,达到减重效果,完美贴合了航空对轻量化的要求;美国曾利用活性钎焊工艺修复了低压涡轮导向器,加拿大使用粉末钎焊技术修复了发动机叶片,这些案例充分展现了钎焊技术在航空制造与维修中起到了非常重要的作用。
对飞行马赫数大于2.5的飞机,航空技术人员采用不锈钢、钛合金或高温合金的钎焊蜂窝壁板,有利于提升蒙皮抗高温性能,加强行驶中的稳定性和安全性。
飞行马赫数(Mach Number,简称 M) 是衡量物体飞行速度与周围介质中音速比值的物理量(马赫数 = 飞行速度 ÷ 当地音速)。当M>2.5时属于超音速, 2.5马赫以上速度飞行,因空气被剧烈压缩,机身表面温度可能超过 350℃,这给钎焊质量带来巨大的考验。
高温合金蜂窝芯
钎焊工艺
钎焊工艺主要利用熔化的钎料在毛细作用下填充母材之间的间隙,使母材与钎料之间发生相互作用,实现结合。面向高端制造业时,焊接质量更不容忽视。钎焊接头处焊接不良是非常常见的问题,容易形成钎料无法充分填充间隙而造成缺陷(虚焊、气孔、夹渣、裂纹)等,这些缺陷会降低焊接件的气密性、水密性以及接头强度。
钎焊蜂窝板内部虚焊、气孔超声C扫描图像
如何验证钎焊连接质量是否合格呢?利用非破坏性检验设备超声扫描显微镜SAM设备,对比金相法检验来说,它不影响检测工件的二次使用,通过模拟分析多层钎焊制件超声 C 扫描检测的声束路径确定合理的信号门位置,可实现对内层焊缝的超声 C 扫描成像检测。
超声扫描显微镜原理依据超声波在材料中传播发生透射、反射、折射等现象来检测材料缺陷。通过超声波穿透反射的回波可以确定缺陷的大小和位置。北京采声利用TCS-33HD对航空级钎焊蜂窝板进行缺陷检测。
钎焊蜂窝板超声C扫描图像
航空盘环件超声SAM
TCS-T66HS
采用超声水浸聚焦 C 扫描检测技术型号TCS-T66HS设备进行钎焊缺陷检测和钎着率评价,运用采声-超声无损检测图像处理系统,可以实现钎焊缺陷检测的自动化和图像化。该技术还适用于航空叶轮钎焊、航空发动机封严环等金属蜂窝结构钎焊结构质量的检测。
环形件水浸超声检测
环形钎焊件超声C扫描图像
环形钎焊件超声3D图像
水浸式聚焦探头对导向环钎焊接头进行超声 C 扫描成像检测,并采用基于区域重建的形态图像处理方法从 C 扫描图中提取缺陷图像,可以计算出钎焊接合面的结合率,实现导向环钎焊质量评价。
总结:超声扫描显微镜检测已广泛应用于叶轮、异种材料钎焊件、金属蜂窝钎焊结构、多层钎焊接头等钎焊件钎焊质量的检测与评价,在产品制造与维修中起到了重要作用。钎焊件超声检测多采用自动水浸超声 C 扫描检测的方法,可实现自动化检测和 C 扫描成像,通过合理设定超声检测扫描路径、探头有效声束直径、扫描间距等工艺参数,北京采声-超声扫描显微镜可以有效提高钎焊质量的检测效率,同时,开发图像处理软件可以高效分析与统计检测结果,准确反映钎焊质量。当被检零件结构或形状特殊无法进行超声检测时,可以根据结构形状定制工装实现运动扫查机构,使其进行超声检测。
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