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Verwendung von laserelektromagnetischem Ultraschall zur Erkennung von Ablösungen von Titanstahl-Verbundplatten

Sep 03, 2024

Zu den Erkennungsmethoden für die Ablösung von Metallverbundplatten gehören hauptsächlich die Wirbelstrom-Wärmebilderkennung, die Röntgenerkennung und die Ultraschallerkennung. Die Ultraschallprüftechnologie hat sich aufgrund ihrer starken Eindringfähigkeit, ihres sicheren Betriebs und ihrer einfachen Implementierung zur am häufigsten verwendeten Methode in der zerstörungsfreien Prüfung entwickelt. Die Ablösung führt zu einer Diskontinuität im Ultraschallausbreitungsweg, was zu Reflexionen und einer blockierten Übertragung führt, was an den Signaleigenschaften erkennbar ist. Für Verbundplatten mit einem Substrat aus Stahl, Verbundmaterial aus Titan und einer Gesamtdicke von mehr als 4 mm schreibt GB/T8547-2019 [6] auch die Verwendung herkömmlicher piezoelektrischer Sonden vor, um nicht verbundene Bereiche mithilfe reflektierter Wellen zu erkennen. erfordert aber eine gute akustische Kopplung zwischen dem Wandler und der Verbundplatte. Laserultraschall als berührungslose Anregungstechnologie erfreut sich bei Menschen immer größerer Beliebtheit. Xia Jia et al. getestetes Stahlblei mittels Laseranregungs-Laserempfangsverfahren.
Verbinden Sie die Struktur. Janovská et al. verwendeten Ultraschallresonanzspektroskopie, um die Verbindungsqualität von Laser-Kaltspritzbeschichtungen zu messen. Chen Chu et al. verwendete eine auf Phasenverschiebung basierende Bildgebungstechnologie mit synthetischer Aperturfokussierung, um Defekte zu erkennen. Bei allen Experimenten sind jedoch optische Empfangssysteme beteiligt, und die Detektionsergebnisse werden leicht durch die Oberflächenrauheit des Werkstücks und Umgebungsgeräusche beeinflusst. Um die oben genannten Schwierigkeiten zu überwinden, wird ein berührungsloses Erkennungsschema vorgeschlagen, das gepulste Laser zur Anregung breitbandiger Ultraschallwellen und elektromagnetische Ultraschallwandler zum Empfang von Signalen verwendet.

Die Qualität der Klebefläche wirkt sich direkt auf die Gesamtfestigkeit von Titanstahl-Verbundplatten aus. Um die Klebeleistung effektiv zu bewerten, wurde ein berührungsloses Laser-Elektromagnet-Ultraschall-Erkennungsschema für Ablösungsdefekte vorgeschlagen. Basierend auf dem Prinzip der Laser-Ultraschallanregung, der Direktionalität des akustischen Longitudinalwellenfelds und der Theorie des elektromagnetischen Ultraschallempfangs wurde ein System zur Erkennung von Ablösungsdefekten in Titanstahl-Verbundplatten gebaut. Auf der Substrat- oder Verbundseite wird ein gepulster linearer Laserpunkt mit einer Länge von 10mm und einer Breite von 0,2mm verwendet, um die Oberfläche des Materials zu bestrahlen und Ultraschallwellen anzuregen. Ein elektromagnetischer Ultraschall-Längswellenwandler mit einer Mittenfrequenz von 1 MHz dient zum Empfang von Signalen im gegenüberliegenden Zentrum auf der gegenüberliegenden Seite. Das Variationsgesetz der Signalamplitude während der relativen Debonding-Defektbewegung zwischen dem Hauptschallstrahl und dem Wandler wurde untersucht. Den experimentellen Daten zufolge ist zu erkennen, dass mit zunehmender Länge des durch den Defekt blockierten Wandlers die Signalamplitude allmählich abnimmt. Wenn der Hauptschallstrahl und der Wandler teilweise blockiert sind, verringert sich die Signalamplitude auf das 0,5-fache eines gut verbundenen Zustands. Daher können Ablösungsfehler anhand der Eigenschaften von Signalamplitudenänderungen bestimmt werden, und es zeigt auch, dass die elektromagnetische Laser-Ultraschalltechnologie für die berührungslose Erkennung der Verbindungsoberfläche von Titanstahl-Verbundplatten geeignet ist.

Um die Anforderungen an die berührungslose, zerstörungsfreie Prüfung der Verbindungsoberflächenqualität von Titanstahl-Verbundplatten zu erfüllen, wird in diesem Artikel ein elektromagnetischer Ultraschallwandler mit Impulslaseranregung vorgeschlagen.
Das Erkennungsschema für den Empfang von Energie. Erörterung des Anregungsprinzips und der Ausrichtung des akustischen Längswellenfelds von Laserultraschall unter Ablationsmechanismus und Analyse des elektromagnetischen Längsultraschalls.
Die physikalische Hauptstruktur des Wellenwandlers und die Theorie des Ultraschallempfangs werden beschrieben, und es werden ein Schema und ein Verfahren zur Debonding-Erkennung von Titanstahl-Verbundplatten bereitgestellt. Mit theoretischer Analyse.
Das Variationsgesetz von Signalen während der Bewegung von Defekten relativ zur Achse des Schallstrahls wurde durch Detektionsexperimente untersucht und die Ergebnisse zeigten, dass die Dämpfung der Signalamplitude mit der Okklusion variiert.
Mit zunehmender Länge wird es stärker. Wenn die Amplitude auf die Hälfte des Referenzwerts abnimmt, ist die Linie, die die Mitte des Lichtflecks und die Mitte des Wandlers verbindet, die Defektgrenze. Insgesamt ist die Messmethode des Impulslaseranregungs-Ultraschallelektromagnetischen Ultraschall-Längswellenwandlers, der Signale empfängt, empfindlich gegenüber Debonding-Defekten und kann Defektgrenzen effektiv identifizieren, was sie zu einer effektiven Methode zum Testen der Bondqualität von Titan-Stahl-Verbundplatten macht.