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Al蒙皮/Al蜂窝相控阵C扫描检测
发布时间:2019/08/13 人气:604 来源: 作者:管理员

1. 背景


蜂窝结构的复合材料由于其高强度的耐压能力,最早被用于航空航天的重要支撑结构上。随着技术的发展,蜂窝结构复合材料也被广泛用于包括铁路、建筑装饰、船舶等多个领域。


尤其是Al蒙皮/Al蜂窝结构的复合材料,中心为铝质六边形蜂窝,密度小(每平方米大约为3~7公斤),是同厚度同面积木板重量的1/5,玻璃的1/6、铝材的1/7,大大降低建筑载荷和造价,由于中间夹层含大量空气,可隔音(空气隔声量可达30dB)、隔热(热阻可达0.02(㎡·K/W)),无可燃物质,防火等级达到B1级,防水、防潮、无有害气体释放,单位质量的比强度大、比刚度高(结构刚度为肋式的1.7倍),不易变形,完全克服了其它装饰板在单块面积大时的变形、中间塌陷等缺点加工应用方便,可任意切割折边,表面氟碳涂层可保产品寿命在30年以上,铝蜂窝板表面具有极高的平整度,抗震性能好,仅为玻璃幕墙比重的八分之一;22mm厚标准件在1米简支、挠度为10mm时荷载可达到700公斤力以上。


蜂窝结构复合材料的检测历来都是检测的难点,之前的航空航天蜂窝复合材料检测主要使用超声喷水系统进行检测,系统结构复杂,造价昂贵,且效率不高,只用于航空航天行业复杂形状且检测要求较高的环境使用,且需要遵循航空航天行业标准。


而通常的铁路、建筑等行业的蜂窝复合材料结构简单,大多为平板复合材料,且检测要求相对简单,因而可以使用一种创新形式的超声相控阵技术进行检测,该检测方法高效、显示清晰、检测结果可靠,且设备或系统造价相比于喷水系统低廉。


2. 检测对象描述


材质:铝蒙皮/铝蜂窝芯

连接方式:热压或粘接成型

蒙皮厚度:0.8-1.5mm

3. 检测设备配置


主机:Omniscan MX2/Omniscan SX/Focus PX超声相控阵设备

探头:5MHz,64晶片超声相控阵探头配0度楔块

扫查器:双轴扫查器

4. 检测结果分析


在预埋脱粘试块上进行检测的结果如下:

可见最大的预埋缺陷长度43mm,宽度40.8mm,缺陷信号清晰可见。

下面为实际工件检测结果:


由下图可以清晰的分辨出蜂窝的六边形结构,而在中间出现一块白色区域,区域的长度为78.42mm,宽度为63.71mm。


由于该缺陷区域信号降低,判断为蒙皮背面有多胶或者过熔情况

将试块从缺陷部位剖开,可以清晰观察到缺陷区域,为内部铝蜂窝结构融化,导致蒙皮下表面粘附了大量的熔渣,导致信号衰减。

另一个实际工件的检测结果如下:


由下图同样可以看到六边形的蜂窝结构,同时可以看到在边缘部位有大面积的脱粘缺陷。

5. 结论


使用超声相控阵技术,结合双轴扫查器或双轴扫查系统,可以进行Al合金蜂窝复合材料的脱粘检测,检测结果清晰可靠,可以观察到蜂窝六边形的完整结构,并对缺陷反应灵敏。


对于脱粘类缺陷,可以在C扫描投影图上看到红色的缺陷信号,而对于蜂窝芯热熔或多胶缺陷,可以在C扫描投影图上看到白色的缺陷信号,并可以对缺陷进行尺寸测量和分析,并与剖开的结果进行对比,可以看到与解剖结果吻合。

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