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レーザー電磁超音波を使用したチタン鋼複合板の剥離検出

Sep 03, 2024

金属複合板の剥離の検出方法には、主に渦電流熱画像検出、放射線検出、超音波検出などがあります。超音波検査技術は、その強力な透過能力、安全な操作、簡単な導入により、非破壊検査で最も一般的に使用される方法となっています。剥離により超音波の伝播経路に不連続性が生じ、反射や透過の遮断が発生しますが、これは信号特性によって特定できます。 GB/T8547-2019 [6] では、基材が鋼、チタンの複合材料、総厚が 4 mm を超える複合プレートの場合、反射波を使用して非結合領域を検出するために従来の圧電プローブの使用を規定しています。ただし、トランスデューサと複合プレートの間に良好な音響結合が必要です。レーザー超音波は、非接触励起技術としてますます人々に支持されています。夏佳ら。レーザー励起レーザー受信法を使用してスチールリードをテストしました。
構造物を接続します。ヤノフスクら。超音波共鳴分光法を使用して、レーザー コールド スプレー コーティングの結合品質を測定しました。チェン・チューら。位相シフトに基づく合成開口集束イメージング技術を使用して欠陥を検出しました。しかし、すべての実験には受光系が関与しており、検出結果はワークの表面粗さや環境ノイズの影響を受けやすくなります。上記の問題を克服するために、パルスレーザーを使用して広帯域超音波を励起し、電磁超音波トランスデューサーを使用して信号を受信する非接触検出スキームが提案されています。

接合面の品質は、チタン鋼複合プレートの全体的な強度に直接影響します。接着性能を効果的に評価するために、剥離欠陥のレーザー電磁超音波非接触検出方式が提案されました。レーザー超音波励起,縦波音響場の指向性,および電磁超音波受信理論の原理に基づいて,チタン鋼複合板剥離欠陥検出システムを構築した。基板側または複合材料側では、長さ 10 mm、幅 0.2 mm のパルスレーザー線状スポットを使用して材料の表面を照射し、超音波を励起します。中心周波数1MHzの電磁超音波縦波トランスデューサを使用して、反対側の中心で信号を受信します。主音響ビームとトランスデューサの間の相対的な剥離欠陥移動中の信号振幅の変動則を調査した。実験データによれば、欠陥によって妨げられるトランスデューサの長さが増加するにつれて、信号振幅が徐々に減少することがわかります。主要な音響ビームとトランスデューサーが部分的に遮られると、信号振幅は十分に接着された状態の 0.5 倍に減少します。したがって、信号振幅変化の特性に基づいて剥離欠陥を判定することができ、また、レーザー電磁超音波技術がチタン鋼複合板の接合面の非接触検出に適していることを示している。

チタン鋼複合板の接合面品質に対する非接触・非破壊検査の要求を満たすために,本論文ではパルスレーザ励起電磁超音波探触子を提案した。
エネルギーを受信するための検出方式。アブレーション機構におけるレーザー超音波の励起原理と縦波音場の指向性について議論し、縦波電磁超音波を解析した。
波動変換器の主な物理構造と超音波受信の理論が説明され、チタン鋼複合板の剥離検出のスキームとプロセスが提供されます。理論的な分析を使用します。
音響ビームの軸に対する欠陥の移動中の信号の変動則を検出実験を通じて研究し、その結果、信号振幅の減衰がオクルージョンによって変化することが示されました。
長さが増すにつれて強度が増します。振幅が基準値の 1/2 に減少すると、光スポットの中心とトランスデューサの中心を結んだ線が欠陥境界になります。全体として、パルスレーザー励起超音波電磁超音波縦波トランスデューサー受信信号の測定方法は、剥離欠陥に敏感であり、欠陥境界を効果的に特定できるため、チタン鋼複合板の接合品質をテストするための効果的な方法になります。