炮弹翼片超声波水浸探伤

　　炮弹翼片在飞行中起导向作用,因此,对翼片质量要求非常严格。在1次数万件成品翼片的性能抽检拉力试验中发现有15%性能不合格。经剖伤和金相分析,翼片中存在夹杂、分层等缺陷。而翼片内部组织出现不连续性缺陷,肉眼无法检查,断口检查是破坏性的。因此必须用无损检测的方法进行探伤挑选成品,减少损失,保证产品质量。

　　翼片是由铝合金3 mm厚薄板冲制的,几何形状见图1,根据翼片存在的缺陷,采用多种无损检测的方法进行试验,确定选用超声水浸探伤,用点聚焦探头,调节最佳探头入射角及水层厚度,在试片中产生兰姆波及利用纵波多次反射进行探伤,达到了预期的探伤效果。

　　1　探伤方法的研究

　　1.1　探伤方法的选择

　　超声波探伤方法一般根据工件的几何形状、加工方法、材质、缺陷分布部位及方向等进行选择。由于试片小、薄、几何形状不规范,给试验带来很大困难。根据超声波的产生及传播特性,厚度小于4 mm的薄板,比较好的探伤方法为兰姆波法、横波反射法等。超声波能量是通过耦合剂传递到工件中去的,耦合方式有两种:接触法和液浸法。由于接触法试验条件要求不高,方法比较简单、灵活,操作方便,因此采用接触法进行试验。

　　试验仪器选用CTS-32A型超声探伤仪,耦合介质选用机油,横波探头进行试验,探头参数见表1。

　　分别用3个探头对180片翼片进行探伤试验,结果3号探头检测效果相对最好,在噪声电平不大于5%,增益量为96dB的条件下,检测发现15片在板身部位有异常波形。取几片具有代表性的试片进行复探定位、编号,做性能拉力试验,结果示于表2。其中13号性能试验合格。对断口用高倍显微镜观察,为夹杂分层,见图2。

　　在试验过程中,由于探头与试片直接接触摩擦,使已氧化的表面产生划痕,不符合翼片质量要求,对耳子部位无法检测,因此接触法不可采纳。但通过本实验,为制作大小适当的对比人工伤找到了参考数据。

　　1.2　对比试片的制作

　　翼片检查是非标准检查,没有标准对比试片,需要制订合理的翼片验收标准。标准订的过严,会造成误判,反之,会造成漏检事故。因此,寻找合适的对比人工伤作为检测依据,确定探伤参数是非常必要的。分别在翼片不同部位上钻制不同直径的贯通孔、半通孔,用线切割在厚向1/2处不同方位进行不同深度的切割,见图3及表3。

　　1.3　水浸探伤试验

　　试验设备及条件:水槽;能使翼片平稳移动的小车;水中无气泡,清洁无杂质,水温室温;三维连续可调探头架;水槽必须平稳放置;由于聚焦探头将超声波聚焦成线束,在焦柱处声能集中,可提高探伤灵敏度,能够实现高精度探伤,因此采用聚焦探头试验。仪器选用CTS—32A型超声波探伤仪,探头为2.5 MHz,晶片直径 10 mm,曲率半径18 mm,点聚焦直探头,水层厚度由焦距决定。