上海悦仕焊接技术

超声波相控阵检测技术通过多阵元探头灵活控制声束，可实现对螺柱焊缝熔深的高精度三维成像，其评估熔深均匀性的核心方法如下：

一、技术实现原理

1. 声束偏转与聚焦
   通过电子延时控制128/256阵元探头，形成多角度（0°-70°）聚焦声束，覆盖焊缝全深度。

2. 三维数据采集
   采用机械扫查+电子扫查复合方式：

• 轴向：探头沿螺柱轴线步进（步距≤0.5mm）

• 周向：电子扇扫覆盖360°焊缝

• 深度：脉冲回波法测量熔深（分辨率达0.1mm）

二、熔深均匀性评估方法

1. 特征参数提取

• 熔深均值：所有检测点熔深的算术平均值

• 熔深标准差：反映熔深波动程度（σ<0.3mm为优）

• 熔深小/大值：定位局部过熔或未熔合缺陷

2. 成像分析技术

• C扫描成像：生成焊缝横截面二维灰度图，直观显示熔深分布

• S-scan投影：展开三维数据，生成熔深沿螺柱周向的分布曲线

3. 动态阈值设定
   根据材料声速（如钢：5900m/s，铝：6300m/s）自动计算理论熔深，设定±10%偏差阈值。

三、检测系统设置关键参数

四、典型缺陷识别

1. 未熔合：熔深曲线出现局部小值（<设计值80%）

2. 过熔：熔深超过母材厚度，伴随背面烧穿特征

3. 气孔：A扫描信号出现“草状回波”，熔深测量值异常

五、数据后处理流程

1. 信号滤波：应用小波包去噪，保留2-8MHz频带

2. 边缘检测：基于Canny算法提取熔合线

3. 三维重建：通过Voronoi算法生成熔深分布模型

4. 统计报告：输出熔深分布直方图、缺陷定位坐标

六、工程应用优化

1. 温度补偿：当焊缝温度>80℃时，需修正声速（Δv≈3m/s/℃）

2. 耦合优化：采用高温耦合剂（如50℃以上稳定的甘油基凝胶）

3. 对比试块：制作含人工缺陷（如φ0.5mm平底孔）的专用螺柱用于校准

通过结合AI图像识别技术（如U-Net神经网络），可实现熔深均匀性的自动评级，检测效率提升50%以上。实际应用中建议与X射线检测结合，综合评估焊缝内部质量。