本發明專利技術提出了一種渦輪轉軸(1)焊縫超聲波檢測系統及方法，針對多規格的轉軸而設計，探頭與工件無機械接觸，不磨損，且保證良好耦合及完整的掃查覆蓋率，提供對轉軸的A型、B型和C型實時掃描圖像的顯示、記錄、統計和分析，其沉浸水槽(14)內裝填有傳播超聲波介質的液體，主軸(15)安裝于沉浸水槽(14)之內，包括用以安裝渦輪轉軸(1)的治具(16)和驅動治具(16)進行水平方向上順/逆時針旋轉的主軸電機(17)，X軸步進氣缸(32)與X軸超聲波探頭(21)連接，驅動X軸超聲波探頭(21)沿渦輪轉軸(1)的徑向發射縱波，Y軸超聲波探頭(22)沿渦輪轉軸(1)的軸向發射縱波，覆蓋焊縫及焊縫周邊部位。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及超聲波探傷及檢測
，具體涉及一種。
技術介紹
渦輪轉軸又稱渦輪轉子，是汽車渦輪的重要組成部分，由渦輪單軸和渦輪頭焊接而成。渦輪轉軸通常工作于高溫高速狀態下，工作轉速從每分鐘幾萬下到二十萬多萬轉，其制造通常采用電子束焊接工藝，由于渦輪葉輪(11)和轉子軸由不同合金材料環焊接，且焊接質量受焊接設備和工藝控制等影響，可能在焊接區域出現氣孔、裂紋、未熔合、熔深不足等缺陷，所以需要對焊縫及其熱影響區部位進行100%全覆蓋的超聲波檢測。現有技術的渦輪轉軸超聲波檢測受工件焊縫位置的制約，一般選擇超聲波端面回波反射法進行探傷檢測，超聲波探頭垂直于焊縫進行超聲波入射，可使檢測到的結果更加符合實際缺陷，利于分析判斷缺陷產生的原因。但其弊端也十分明顯，工件外圓表面及表面淺層位于超聲波檢測的盲區，如果沒有其他技術手段進行補充，無法對工件進行完整的檢測。此外，單探頭檢測通常采用A掃描或B掃描的方式，即采用波形圖或二維圖形作為探傷結果的輸出，并沒有對工件缺陷在工件內部水平投影位置的顯示，無法直觀表現出缺陷在工件內部的埋藏深度。
技術實現思路
為解決上述技術問題，本專利技術的目的是提供一種渦輪轉軸(I)焊縫超聲波檢測系統及方法，針對多規格的轉軸而設計，探頭與工件無機械接觸，不磨損，且保證良好耦合及完整的掃查覆蓋率，提供對轉軸的A型、B型和C型實時掃描圖像的顯示、記錄、統計和分析。為了達到上述目的，本專利技術的具體解決方案提供一種渦輪轉軸(I)焊縫超聲波檢測系統，所述渦輪轉軸(I)包括由電子束焊縫連接的渦輪葉輪(11)和渦輪軸(13)，包括沉浸水槽(14)、X軸超聲波探頭(21)、Y軸超聲波探頭(22)、Χ軸步進氣缸(32)和主軸(15)，所述沉浸水槽(14)內裝填有傳播超聲波介質的液體，所述主軸(15)安裝于沉浸水槽(14)之內，包括用以安裝渦輪轉軸(I)的治具(16)和驅動治具(16)在W軸上進行順/逆時針旋轉的主軸電機(17)，，所述X軸步進氣缸(32)與X軸超聲波探頭(21)連接，所述X軸超聲波探頭(21)在X軸步進氣缸(32)的驅動下沿渦輪轉軸(I)的徑向發射聲波，所述Y軸超聲波探頭(22)沿渦輪轉軸(I)的軸向發射聲波，形成焊縫及焊縫周邊部位的三維掃描。進一步的，所述X軸步進氣缸(32)、Χ軸超聲波探頭(21)和Y軸超聲波探頭(22)均安裝在超聲波探頭調節機構(3)上，所述超聲波探頭調節機構(3)設置于主軸(15)的一側，還包括Y軸氣缸(35)，所述Y軸氣缸(35)安裝于X軸步進氣缸(32)之上，所述Y軸氣缸(35)沿Y軸作垂直移動，所述Y軸氣缸(35)上安裝有探頭支架，所述X軸超聲波探頭(21)和Y軸超聲波探頭(22)安裝于探頭支架之上。更進一步的，所述探頭支架上還設置有超聲波反射體和探頭夾具(39)，所述探頭夾具(39)與X軸超聲波探頭(21)和Y軸超聲波探頭(22)連接，用以調整X軸超聲波探頭(21)和Y軸超聲波探頭(22)的在A軸上的發射角度，所述超聲波反射體設置于X軸超聲波探頭(21)和Y軸超聲波探頭(22)的發射端之前，用以調整超聲波在B軸上的反射角度。進一步的，還包括缺陷標記裝置(4)，所述缺陷標記裝置(4)包括升降裝置，支臂(45)和標記筆(44)，所述升降裝置安裝于Y軸氣缸(35)上，所述支臂一端與升降裝置連接，另一端與標記筆(44)連接。進一步的，還包括機械臂機構(5)，所述機械臂機構(5)安裝于主軸(15)的一側，包括平行于渦輪轉軸(I)的軸向作垂直移動的U軸移動裝置和夾具(56)，所述夾具(56)安裝于U軸移動裝置之上，所述夾具(56)的軸線與主軸(15)的治具(16)位于同一軸線之上。另一方面，本專利技術還提供一種渦輪轉軸(I)焊縫超聲波檢測方法，所述渦輪轉軸(I)包括由電子束焊縫連接的渦輪葉輪(11)和渦輪軸(13)，包括以下步驟:S1、將渦輪轉軸(I)安裝到主軸(15)的治具(16)之上，所述治具(16)設置于裝填有傳播超聲波介質的液體的沉浸水槽(14)之內；S2、主軸(15)開始順/逆時針旋轉；S3、X軸超聲波探頭(21)沿渦輪轉軸(I)的徑向發射縱波，對焊縫及焊縫周邊部位進行步進式分層掃描；S4、Y軸超聲波探頭(22)沿渦輪轉軸(I)的縱向發射縱波，對焊縫及焊縫周邊部位進行覆蓋掃描；S5、完成掃描之后，根據將采集到的數據傳送到上位機進行判斷是否存在缺陷；S6、檢測完成。進一步的，所述步驟SI還包括:S11，機械臂機構(5)抓取待檢測的渦輪轉軸⑴；S12，機械臂機構(5)帶動渦輪轉軸⑴下降到沉浸水槽(14)的液體之內；S13,機械臂機構(5)將渦輪轉軸(I)安裝到主軸(15)的治具(16)之上。進一步的，所述步驟S2還包括:S21、超聲波探頭調節機構(3)調整X軸超聲波探頭(21)和Y軸超聲波探頭(22)的位置，使X軸超聲波探頭(21)和Y軸超聲波探頭(22)與渦輪轉軸(I)的徑向位于同一軸線之上；S22、檢測X軸超聲波探頭(21)的步進式移動裝置是否到達起始位置；S23、主軸(15)治具(16)夾緊渦輪轉軸(I)；S24、主軸(15)開始順/逆時針旋轉。進一步的，所述步驟S2還包括，上位機根據X軸超聲波探頭(21)的徑向步進掃描結果和Y軸超聲波探頭(22)的軸向掃描結果，完成A型掃描、B型掃描和C型掃描中的一種。更進一步的所述步驟S5還包括，當上位機檢測到渦輪轉軸(I)存在缺陷時，缺陷標記裝置(4)移動到渦輪轉軸(I)上方進行標記。本專利技術同現有技術相比，具有以下優點和有益效果:1.本專利技術采用雙通道超聲波探頭，分別對渦輪轉軸進行徑向步進式分層掃描和軸向覆蓋掃描，可提供對渦輪轉軸的A型、B型和C型實時掃描圖像的顯示、記錄、統計和分析，直觀實現了焊縫缺陷在三維坐標中的定位，滿足了對工件無機械接觸，不磨損，且保證良好耦合及完整的掃查覆蓋率的檢測要求。2.本專利技術的主軸、機械臂機構、超聲波探頭調節機構、缺陷標記裝置多軸聯動，可編程控制，保證了操作定位的精確性和穩定性的同時，模塊化組裝的方式也保證了系統的靈活特性。3.針對渦輪轉軸的多規格而設計，通過機械、硬件和軟件的設計來簡化多規格檢測的復雜性。【附圖說明】為了更清楚地說明本專利技術實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本專利技術的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1是本專利技術的雙通道超聲波探頭布局的原理示意圖；圖2是本專利技術實施例的主視圖；圖3是本專利技術實施例的結構示意圖；圖4是本專利技術實施例的局部放大圖；圖5是本專利技術的方法流程圖.附圖標記說明:渦輪轉軸⑴渦輪葉輪(11)焊縫(12)渦輪軸(13) X軸超聲波探頭(21) Y軸超聲波探頭(22)工作臺(13)沉浸水槽(14)主軸(15)治具(16)主軸電機(17)耦合水處理器(18)超聲波探頭調節機構(3)缺陷標記裝置(4)機械臂機構(5)底座(52)U軸氣缸(51)U軸升降桿(53)U軸升降工作臺(54)夾具(56)支架(55)夾具(56)X軸導軌(31)X軸步進氣缸(32) X軸絲杠(33) X軸滑塊(34) Y軸氣缸(35) 本文檔來自技高網...
【技術保護點】
渦輪轉軸(1)焊縫超聲波檢測系統，所述渦輪轉軸(1)包括由電子束焊縫(12)連接的渦輪葉輪(11)和渦輪軸(13)，其特征在于，包括沉浸水槽(14)、X軸超聲波探頭(21)、Y軸超聲波探頭(22)、X軸步進氣缸(32)和主軸(15)，所述沉浸水槽(14)內裝填有傳播超聲波介質的液體，所述主軸(15)安裝于沉浸水槽(14)之內，包括用以安裝渦輪轉軸(1)的治具(16)和驅動治具(16)在W軸上進行順/逆時針旋轉的主軸電機(17)，所述X軸超聲波探頭(21)在X軸步進氣缸(32)的驅動下沿渦輪轉軸(1)的徑向移動并發射聲波，所述Y軸超聲波探頭(22)沿渦輪轉軸(1)的軸向發射聲波，形成焊縫及焊縫周邊部位的三維掃描。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：王亮，
申請(專利權)人：博脈工業檢測上海有限公司，
類型：發明
國別省市：上海;31
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