TiAl-40Cr擴散焊界面超聲信號特征分析與缺陷智能識別研究.pdf

1、擴散焊在航空航天、電子及核工業(yè)等領域得到了廣泛應用，在許多新材料的連接方面，其應用范圍也日益擴大。擴散焊界面的缺陷嚴重影響界面的完整性、結構的力學性能進而影響焊接結構的在役服務性能。因此，采用無損檢測手段，掌握缺陷的類型、大小和位置，對保證焊接結構的性能和使用壽命具有十分重要的意義。由于擴散焊接頭中缺陷多為微米級，常規(guī)超聲波檢測該類缺陷非常困難，尤其對于異種材料擴散焊質量的檢測，因界面兩側材料聲阻抗的差異，進一步增加了檢測的難度。

2、>　　采用改變擴散焊溫度和焊接壓力的方式，制備了不同焊接質量的試樣。應用超聲波C掃描成像技術，獲得了試樣的界面C掃描圖像和包含界面信號的數(shù)據(jù)。從界面顯微結構、接頭強度、斷口形貌和界面超聲信號等角度出發(fā)，闡述了擴散焊界面未焊合缺陷、弱接合缺陷、微孔缺陷和焊接良好區(qū)域的各自特征。
　　分析了超聲波在鈦鋁金屬間化合物(TiAl)和40鉻鋼(40Cr)之間空氣間隙上的反射特性，揭示了反射系數(shù)的幅度和相位與超聲波頻率和空氣間隙厚度之間的關系

3、。采用傅立葉變換的方法研究了超聲波在TiAl和40Cr擴散焊界面三種缺陷和焊接良好界面的幅頻和相頻特性，分析了檢測增益和探頭中心頻率對反射特性的影響。未焊合、弱接合和微孔缺陷的幅頻和相頻特性曲線與焊接良好界面信號的有明顯差別，利用幅頻和相頻特征可區(qū)分開三種缺陷和焊接良好界面。當增益增加未引起信號飽和采樣時，對信號幅頻和相頻特性沒有影響。探頭的中心頻率增加，信號幅頻和相頻特性保持不變。
　　采用連續(xù)小波變換研究了TiAl和40Cr擴

4、散焊界面缺陷和焊接良好信號的時頻特征，分析了四種復值小波表征信號時頻特征的性能以及小波參數(shù)、尺度與步長對時頻特征的影響。采用時頻能量模圖像和時頻相位圖像表征了未焊合缺陷、弱接合缺陷、微孔缺陷和焊接良好界面信號的特征。時頻分析揭示了擴散焊界面每一時刻的信號均具有相同的反射特性。
　　建立了擴散焊界面缺陷智能識別模型，系統(tǒng)分析了訓練樣本數(shù)量、核函數(shù)、參數(shù)優(yōu)化方法和特征值對模型性能的影響。實現(xiàn)了擴散焊界面未焊合、弱接合和微孔缺陷的智能識