專利名稱：復(fù)雜焊接結(jié)構(gòu)中缺陷定位方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種檢測焊件內(nèi)部缺陷的方法。
背景技術(shù)：
對焊件焊接完成后，需要對焊件內(nèi)部進(jìn)行缺陷檢測，現(xiàn)在，射線檢測和超聲檢測是常用的無損檢測方法。射線檢測是把被檢試件的三維信息壓縮到二維平面上，這種方法只能得到試件內(nèi)部缺陷的平面分布狀況，卻不能獲得缺陷埋藏深度方面的信息；超聲檢測法雖然能檢測到簡單結(jié)構(gòu)的內(nèi)部缺陷，但對復(fù)雜結(jié)構(gòu)內(nèi)部缺陷的檢測卻因各種回波信號經(jīng)?；殳B在一起而無能為力。因此鑒于復(fù)雜焊接結(jié)構(gòu)焊縫尺寸小，結(jié)構(gòu)復(fù)雜等特點(diǎn)，采用常規(guī)的射線檢測和超聲檢測無法對其內(nèi)部微小缺陷進(jìn)行有效的定位。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有的檢測方法不能有效檢測焊縫尺寸小、焊接結(jié)構(gòu)復(fù)雜的焊件，本發(fā)明提供一種可以有效檢測復(fù)雜焊接結(jié)構(gòu)內(nèi)部的微小缺陷從而進(jìn)行定位的方法。一種復(fù)雜焊接結(jié)構(gòu)中缺陷定位方法，該缺陷定位方法依次包括以下三個步驟a.計算缺陷到射線穿透焊件最薄處的投影距離dl首先將焊件向右旋轉(zhuǎn)45°，進(jìn)行射線檢測，并獲得射線檢測圖像，然后利用matlab軟件畫出缺陷位置的線灰度分布曲線，采用峰值搜索算法分別求最大峰值點(diǎn)和突變點(diǎn)的位置，并計算兩者的像素間距，經(jīng)尺寸標(biāo)定后的距離即為缺陷到射線穿透焊件最薄處的投影距離dl；所述突變點(diǎn)位于最大峰值點(diǎn)和曲線轉(zhuǎn)為平臺點(diǎn)之間；b.計算缺陷偏離焊縫中心的距離x將焊件向左旋轉(zhuǎn)45°，使用a步驟相同的方法得到缺陷到射線穿透焊件最薄處的投影距離dr；利用公式x=(dl-dr)/2]]>計算，即可得到缺陷偏離焊縫中心的距離x；c.確定缺陷到翼板表面的距離，即可確定缺陷在焊件內(nèi)部的位置利用缺陷埋藏深度計算公式d1=2dl-[(W/2+x)-δ],]]>即可確定缺陷在焊件內(nèi)部的位置；其中，d1-缺陷到翼板表面的距離；dl-向右旋轉(zhuǎn)45°射線檢測圖像上缺陷到射線穿透焊件最薄處的投影距離；W-腹板寬度；x-缺陷偏離焊縫中心的距離；δ-翼板厚度。本發(fā)明所述方法是先基于缺陷位置的線灰度分布曲線計算出缺陷到射線穿透焊件最薄處的投影距離，采用左右旋轉(zhuǎn)焊件進(jìn)行射線檢測的方法確定了缺陷偏離焊縫中心的距離，然后根據(jù)推導(dǎo)出的缺陷埋藏深度計算公式，計算出復(fù)雜結(jié)構(gòu)精密焊件中缺陷到翼板(也稱之為蒙皮)表面的距離，即通過推導(dǎo)出的缺陷埋藏深度計算公式可從射線檢測中的平面信息得到缺陷埋藏深度方面的信息，該方法實用性強(qiáng)，而且檢測結(jié)果具有較高的精度。由于缺陷在焊縫中的位置和分布對焊接接頭的各種性能有很大的影響，得到缺陷埋藏深度方面的信息，就可在不破壞試件的情況下對結(jié)構(gòu)進(jìn)行無損評價，因此該方法對于復(fù)雜結(jié)構(gòu)焊件的結(jié)構(gòu)完整性和可靠性評價具有一定的理論意義和重大的實際指導(dǎo)意義。


圖1是射線檢測得到的線灰度分布曲線示意圖，圖2是焊件左右旋轉(zhuǎn)計算偏移量示意圖，圖3是射線入射方向與焊縫中缺陷的位置關(guān)系結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式具體實施方式
一本實施方式為復(fù)雜焊接結(jié)構(gòu)中缺陷定位方法，該缺陷定位方法依次包括以下三個步驟a.計算缺陷到射線穿透焊件最薄處的投影距離dl首先將焊件向右旋轉(zhuǎn)45°，進(jìn)行射線檢測，并獲得射線檢測圖像，然后利用matlab軟件畫出缺陷位置的線灰度分布曲線，采用峰值搜索算法分別求最大峰值點(diǎn)和突變點(diǎn)的位置，并計算兩者的像素間距，經(jīng)尺寸標(biāo)定后的距離即為缺陷到射線穿透焊件最薄處的投影距離dl；所述突變點(diǎn)位于最大峰值點(diǎn)和曲線轉(zhuǎn)為平臺點(diǎn)之間；b.計算缺陷偏離焊縫中心的距離x將焊件向左旋轉(zhuǎn)45°，使用a步驟相同的方法得到缺陷到射線穿透焊件最薄處的投影距離dr；利用公式x=(dl-dr)/2]]>計算，即可得到缺陷偏離焊縫中心的距離x；當(dāng)x＞0時缺陷位于焊縫中心的右側(cè)；當(dāng)x＝0時缺陷位于焊縫中心；當(dāng)x＜0時缺陷位于焊縫中心的左側(cè)；c.確定缺陷到翼板表面的距離，即可確定缺陷在焊件內(nèi)部的位置利用缺陷埋藏深度計算公式d1=2dl-[(W/2+x)-δ]]]>即可確定缺陷在焊件內(nèi)部的位置；其中，d1-缺陷到翼板表面的距離；dl-向右旋轉(zhuǎn)45°射線檢測圖像上缺陷到射線穿透焊件最薄處的投影距離；W-腹板寬度；x-缺陷偏離焊縫中心的距離；δ-翼板厚度。
具體實施方式
二本實施方式采用雙面T形接頭鈦合金激光焊件進(jìn)行檢測，該T形焊件的腹板寬度W＝5.0mm，翼板厚度δ＝1.60mm，結(jié)合面處的焊縫寬度為1mm，檢測過程如下a.首先將該T形焊件向右旋轉(zhuǎn)45°，使用射線檢測方法進(jìn)行射線檢測，并獲得射線檢測圖像，然后利用matlab軟件畫出缺陷位置的線灰度分布曲線，如圖1所示，在線灰度分布曲線上可以看到最大峰值點(diǎn)1和曲線轉(zhuǎn)為平臺點(diǎn)2，射線檢測圖像上的最大峰值點(diǎn)1和曲線轉(zhuǎn)為平臺點(diǎn)2即分別為射線穿透焊件最薄處和最厚處的位置；在最大峰值點(diǎn)1和曲線轉(zhuǎn)為平臺點(diǎn)2之間出現(xiàn)了突變點(diǎn)3，該突變點(diǎn)3即為缺陷峰值點(diǎn)；在matlab軟件中采用峰值搜索算法分別求最大峰值點(diǎn)1和缺陷峰值點(diǎn)3的位置，并計算兩者的像素間距為19，經(jīng)尺寸標(biāo)定后的距離dl為1.84mm，該距離即為缺陷到射線穿透焊件最薄處的投影距離；尺寸標(biāo)定就是將檢測圖像上的尺寸換算成實際物體的尺寸，標(biāo)定后得到圖像尺寸與實際物體尺寸的比例系數(shù)是0.0968mm/pixel，即圖像坐標(biāo)系中每像素間距代表實際物體尺寸為0.0968mm。
b.為了提高缺陷定位的精度，減小計算值與測量值的誤差，缺陷偏離焊縫中心的距離x還采用向左旋轉(zhuǎn)焊件45°，并求缺陷到對應(yīng)射線穿透焊件最薄處的投影距離之差的方法來獲得。參照圖2，具體計算方法如下將焊件向左旋轉(zhuǎn)45°，使用與前述步驟相同的方法得到缺陷到射線穿透焊件最薄處的投影距離dr為1.74mm；然后利用公式x=(dl-dr)/2]]>計算即可得到缺陷偏離焊縫中心的距離x；經(jīng)計算x值為0.071mm，確定缺陷是位于焊縫中心的右側(cè)。
c.確定缺陷到翼板表面的距離，即可確定缺陷在焊件內(nèi)部的位置圖3是焊件向右旋轉(zhuǎn)45°后射線入射方向與焊縫中缺陷的位置關(guān)系示意圖，根據(jù)圖示幾何關(guān)系可知以焊縫中心線與水平線的交點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)則可得出如下的計算缺陷埋藏深度的公式d1=2dl-[(W/2+x)-δ],]]>利用該公式即可確定缺陷在焊件內(nèi)部的位置；其中，d1-缺陷到翼板表面的距離；dl-向右旋轉(zhuǎn)45°射線檢測圖像上缺陷到射線穿透焊件最薄處的投影距離；W-腹板寬度；x-缺陷偏離焊縫中心的距離；δ-翼板厚度。
經(jīng)上述過程計算，缺陷偏離焊縫中心的距離x值為0.071mm，確定缺陷是位于焊縫中心的右側(cè)，缺陷到翼板表面的距離d1＝1.63mm。經(jīng)對焊件進(jìn)行破壞性檢驗得到，缺陷位于焊縫中心右側(cè)，缺陷到焊縫中心的距離為0.068mm，缺陷到翼板表面的距離為1.72mm?？梢钥闯觯毕萋癫厣疃鹊挠嬎憬Y(jié)果與通過破壞性檢驗的模擬試件的實際測量值的相對誤差可達(dá)到10％以下，因而該方法具有較高的缺陷定位精度。
本發(fā)明所述的射線檢測方法為常規(guī)檢測方法，使用現(xiàn)有常規(guī)的任何一種射線檢測方法都可以實現(xiàn)本發(fā)明的目的，所以都在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。本發(fā)明所說的焊件向左和向右旋轉(zhuǎn)角度為45°，在實際檢測過程中，旋轉(zhuǎn)47～49°也可以實現(xiàn)本發(fā)明的目的，所以也應(yīng)在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種復(fù)雜焊接結(jié)構(gòu)中缺陷定位方法，其特征在于該缺陷定位方法依次包括以下三個步驟a.計算缺陷到射線穿透焊件最薄處的投影距離(dl)首先將焊件向右旋轉(zhuǎn)45°，進(jìn)行射線檢測，并獲得射線檢測圖像，然后利用matlab軟件畫出缺陷位置的線灰度分布曲線，采用峰值搜索算法分別求最大峰值點(diǎn)(1)和突變點(diǎn)(3)的位置，并計算兩者的像素間距，經(jīng)尺寸標(biāo)定后的距離即為缺陷到射線穿透焊件最薄處的投影距離(dl)；所述突變點(diǎn)(3)位于最大峰值點(diǎn)(1)和曲線轉(zhuǎn)為平臺點(diǎn)(2)之間；b.計算缺陷偏離焊縫中心的距離(x)將焊件向左旋轉(zhuǎn)45°，使用a步驟相同的方法得到缺陷到射線穿透焊件最薄處的投影距離dr；利用公式x=(dl-dr)/2]]>計算，即可得到缺陷偏離焊縫中心的距離(x)；c.確定缺陷到翼板表面的距離，即可確定缺陷在焊件內(nèi)部的位置利用缺陷埋藏深度計算公式d1=2dl-[(W/2+x)-δ]]]>即可確定缺陷在焊件內(nèi)部的位置；其中，d1-缺陷到翼板表面的距離；dl-向右旋轉(zhuǎn)45°射線檢測圖像上缺陷到射線穿透焊件最薄處的投影距離；W-腹板寬度；x-缺陷偏離焊縫中心的距離；δ-翼板厚度。
全文摘要
復(fù)雜焊接結(jié)構(gòu)中缺陷定位方法，涉及一種檢測焊件內(nèi)部缺陷的方法。鑒于復(fù)雜焊接結(jié)構(gòu)焊縫尺寸小，結(jié)構(gòu)復(fù)雜等特點(diǎn)，采用常規(guī)的射線檢測和超聲檢測無法對其內(nèi)部微小缺陷進(jìn)行有效的定位。本發(fā)明的復(fù)雜焊接結(jié)構(gòu)中缺陷定位方法依次包括以下三個步驟a.計算缺陷到射線穿透焊件最薄處的投影距離(dl)，b.計算缺陷偏離焊縫中心的距離x，c.確定缺陷到翼板表面的距離即可確定缺陷在焊件內(nèi)部的位置。本發(fā)明所述方法得到缺陷埋藏深度方面的信息可以在不破壞試件的情況下對結(jié)構(gòu)進(jìn)行無損評價，因此該方法對于復(fù)雜結(jié)構(gòu)焊件的結(jié)構(gòu)完整性和可靠性評價具有一定的理論意義和重大的實際指導(dǎo)意義，該方法實用性強(qiáng)，檢測結(jié)果具有較高的精度，利于推廣應(yīng)用。
文檔編號G01N23/02GK1715893SQ200510010188
公開日2006年1月4日 申請日期2005年7月15日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月15日
發(fā)明者剛鐵, 石端虎 申請人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)