專利名稱：一種用于模擬擴散焊界面弱接合缺陷的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種擴散焊界面缺陷的模擬裝置。
背景技術(shù)：
擴散焊是在一定的溫度和壓力下使待焊表面相互接觸，通過微觀塑性變形 或通過在待焊表面上產(chǎn)生的微量液相而擴大待焊表面的物理接觸，然后，經(jīng)較 長時間的原子相互擴散來實現(xiàn)結(jié)合的一種焊接方法。由于擴散連接母材不需要 熔化，可焊接相互不溶解或在熔焊時會產(chǎn)生脆性金屬間化合物的異種材料，并 且這種焊接結(jié)構(gòu)具有優(yōu)良的力學(xué)性能和組織結(jié)構(gòu)，因此在航空、航天等先進技 術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛。擴散焊接頭的質(zhì)量保證已成為影響該技術(shù)發(fā)展的重 要因素。擴散焊接頭的缺陷可以分為兩類宏觀缺陷和微觀缺陷。宏觀缺陷如 未焊合，利用超聲波技術(shù)可以有效地檢測出來，而微觀缺陷如弱接合，常規(guī)的 超聲波檢測技術(shù)也無能為力。弱接合缺陷也稱之為貼合缺陷，這種缺陷焊接試 樣的兩表面只有緊密的物理接觸而無冶金結(jié)合，超聲波縱波入射到該缺陷時， 大部分會通過界面繼續(xù)向前傳播，產(chǎn)生的反射回波十分微弱，檢測的難度相當(dāng) 大。對于異種材料擴散焊界面質(zhì)量檢測，由于界面兩側(cè)材料聲阻抗的差異，焊 接良好的界面也會產(chǎn)生反射回波，與弱接合缺陷的反射回波混疊在一起，進一 步增加了檢測的難度。因此深入研究弱接合缺陷超聲波信號的特征對于推動擴 散焊的無損檢測與評價的研究具有很大的實際意義及理論意義。由于這種缺陷 的特點，在實際擴散焊試樣中很難模擬制造，或者即使制造出來了，在異種材 料擴散焊界面也會和焊接良好界面的反射信號混疊在一起，很難提取到弱接合 缺陷的超聲波反射信號，從而無法對其性質(zhì)進行研究。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對擴散焊界面弱接合缺陷超聲波信號難于獲得的問題， 提供一種用于模擬擴散焊界面弱接合缺陷的裝置。
本發(fā)明由壓緊裝置l、超聲波信號采集裝置2、探頭3和水槽4組成，壓緊 裝置l由支架5、左墊塊6、右墊塊7、左壓塊8、右壓塊9和四個緊固螺栓10組成，支架3的上端面兩側(cè)分別設(shè)有左墊塊6和右墊塊7，左墊塊6的上端設(shè)有 左壓塊8，右墊塊7的上端設(shè)有右壓塊9，左壓塊8和右壓塊9上設(shè)有橫通孔11 ， 緊固螺栓10的螺紋端穿過橫通孔11緊固在支架5上的螺紋孔51內(nèi)，壓緊裝置 1設(shè)置在水槽4中，探頭3的末端通過導(dǎo)線17與超聲波信號采集裝置2連接， 探頭3的頭部設(shè)置在壓緊裝置1的上方。
本發(fā)明的優(yōu)點是本發(fā)明通過調(diào)節(jié)壓塊的位置、緊固螺栓的擰緊力和墊塊 的高度，實現(xiàn)不同間隙弱接合缺陷的模擬，可以提取到擴散焊界面弱接合缺陷 的超聲波信號，便于對其性質(zhì)進行深入研究，為實際擴散焊試樣中弱接合缺陷 的檢測提供技術(shù)指導(dǎo)，提高弱接合缺陷的檢出率，保證擴散焊接質(zhì)量，從而推 動擴散焊技術(shù)的推廣和應(yīng)用。


圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖，
圖2是壓緊裝置1的結(jié)構(gòu)示意圖，
圖3 是壓緊裝置1的結(jié)構(gòu)示意圖(左壓塊8和右壓塊9上的壓頭15放置在緊靠擴散 焊試樣的中心位置，中間僅留出超聲波聲束16入射的空檔)，
圖4是圖2的俯 視圖。
具體實施例方式
具體實施方式
一結(jié)合圖1和圖2說明本實施方式，本實施方式由壓緊裝 置l、超聲波信號采集裝置2、探頭3和水槽4組成，壓緊裝置l由支架5、左 墊塊6、右墊塊7、左壓塊8、右壓塊9和四個緊固螺栓10組成，支架3的上端 面兩側(cè)分別設(shè)有左墊塊6和右墊塊7，左墊塊6的上端設(shè)有左壓塊8，右墊塊7 的上端設(shè)有右壓塊9，左壓塊8和右壓塊9上設(shè)有橫通孔11,緊固螺栓10的螺 紋端穿過橫通孔11緊固在支架5上的螺紋孔51內(nèi)，緊固螺栓10與左壓塊8或 右壓塊9之間設(shè)有墊片14，壓緊裝置1設(shè)置在水槽4中，探頭3的末端通過導(dǎo) 線17與超聲波信號采集裝置2連接，探頭3的頭部設(shè)置在壓緊裝置1的上方。 使用時，參見圖1，將待焊接的擴散焊上側(cè)試樣12與擴散焊下側(cè)試樣13疊放在 一起，擴散焊上側(cè)試樣12與擴散焊下側(cè)試樣13接觸的四周縫隙用橡皮泥密封， 防止進水。將疊放在一起的兩試樣放置在支架5上面的中心位置上，將左壓塊8 的右端放置在擴散焊上側(cè)試樣12的左端，右壓塊9的左端放置在擴散焊上側(cè)試 樣12的右端，擰緊緊固螺栓10，使擴散焊上側(cè)試樣12與擴散焊下側(cè)試樣13
壓緊在一起，參見圖2，將壓緊后的試樣與壓緊裝置1放置在水槽4中，探頭3 的頭部設(shè)置在壓緊裝置1的上方，即擴散焊上側(cè)試樣12的上方，調(diào)節(jié)探頭3與 擴散焊上側(cè)試樣12之間的距離，使探頭3的超聲波聲束16的焦點恰好位于擴 散焊上側(cè)試樣12與擴散焊下側(cè)試樣13的界面處，探頭3在x和y方向移動， 每隔0.2111111采集一個超聲波信號，從而完成弱接合缺陷信號的采集，實現(xiàn)擴散 焊界面弱接合缺陷的模擬。
具體實施方式
二結(jié)合圖2說明本實施方式，本實施方式的左壓塊8和右 壓塊9的下端面設(shè)有壓頭15，壓頭15將擰緊力轉(zhuǎn)變?yōu)橄蛳碌膲壕o力。
本發(fā)明模擬擴散焊界面不同間隙的弱接合缺陷的方法如下
(1) .模擬一種貼合的非常緊密的弱接合缺陷可使用兩種方法實現(xiàn)這種缺 陷的模擬，參見圖3，第一種方法左壓塊8和右壓塊9上的壓頭15放置在緊 靠擴散焊試樣的中心位置，中間僅留出超聲波聲束16入射的空檔，壓頭15施 加的力局限于中心區(qū)域，使上側(cè)擴散焊試樣12與下側(cè)擴散焊試樣13緊貼在一 起；第二種方法增加四個緊固螺栓10的擰緊力，使擴散焊上側(cè)試樣12與擴 散焊下側(cè)試樣13的界面產(chǎn)生微觀塑性變形，表面上的微觀凸起點被擠平，從而 達到緊密接觸的程度。
(2) .模擬兩端間隙小，中間間隙大的弱接合缺陷可使用兩種方法實現(xiàn)這 種缺陷的模擬，參見圖2，第一種方法左壓塊8和右壓塊9上的壓頭15放置 在擴散焊試樣的兩端，試樣的中心位置未受力，使上側(cè)擴散焊試樣12與下側(cè)擴 散焊試樣13之間的間隙沿x軸正方向是由小變大，再由大變?。坏诙N方法 使左墊塊6和右墊塊7的高度略低于上側(cè)擴散焊試樣12與下側(cè)擴散焊試樣13 的高度之和，當(dāng)四個緊固螺栓10擰緊時，產(chǎn)生斜向x軸正方向y軸負方向的壓 緊力，使上側(cè)擴散焊試樣12產(chǎn)生上凸，從而使弱接合缺陷的間隙沿x軸正方向 的由小變大，再由大變小。
(3).模擬缺陷間隙沿x軸方向由小逐漸變大的弱接合缺陷。可使用兩種方法 實現(xiàn)這種缺陷的模擬，參見圖4，第一種方法，擰緊第一緊固螺栓10-1和第二 緊固螺栓10-2，松開第三緊固螺栓10-3和第四緊固螺栓10-4，或擰緊第三緊固 螺栓10-3和第四緊固螺栓10-4，松開第一緊固螺栓10-1和第二緊固螺栓10-2, 使缺陷間隙沿x軸的正方向或沿x軸的負方向由小逐漸變大；第二種方法，使
第一緊固螺栓10-1和第二緊固螺栓10-2上施加的擰緊力大于第三緊固螺栓10-3 和第四緊固螺栓10-4上的擰緊力，或使第三緊固螺栓10-3和第四緊固螺栓10-4 上施加的擰緊力大于第一緊固螺栓10-1和第二緊固螺栓10-2上的扭緊力，可實 現(xiàn)缺陷間隙沿x軸的正方向或沿x軸的負方向由小逐漸變大。
(4).模擬缺陷間隙沿y軸方向由小逐漸變大的弱接合缺陷?？墒褂脙煞N方 法實現(xiàn)這種缺陷的模擬，參見圖4,第一種方法，擰緊擰緊第一緊固螺栓10-1 和第三緊固螺栓10-3，松開第二緊固螺栓10-2和第四緊固螺栓10-4,或擰緊第 二緊固螺栓10-2和第四緊固螺栓10-4，松開第一緊固螺栓10-1和第三緊固螺栓 10-3，使缺陷間隙沿y軸的負方向或沿y軸的正方向由小逐漸變大；第二種方 法，使第一緊固螺栓10-1和第三緊固螺栓10-3上施加的擰緊力大于第二緊固螺 栓10-2和第四緊固螺栓10-4上的扭緊力，或使第二緊固螺栓10-2和第四緊固 螺栓10-4上施加的擰緊力大于第一緊固螺栓10-1和第三緊固螺栓10-3上的擰 緊力，可實現(xiàn)缺陷間隙沿y軸的正方向或沿y軸的負方向由小逐漸變大。
權(quán)利要求
1、一種用于模擬擴散焊界面弱接合缺陷的裝置，它由壓緊裝置(1)、超聲波信號采集裝置(2)、探頭(3)和水槽(4)組成，其特征在于壓緊裝置(1)由支架(5)、左墊塊(6)、右墊塊(7)、左壓塊(8)、右壓塊(9)和四個緊固螺栓(10)組成，支架(3)的上端面兩側(cè)分別設(shè)有左墊塊(6)和右墊塊(7)，左墊塊(6)的上端設(shè)有左壓塊(8)，右墊塊(7)的上端設(shè)有右壓塊(9)，左壓塊(8)和右壓塊(9)上設(shè)有橫通孔(11)，緊固螺栓(10)的螺紋端穿過橫通孔(11)緊固在支架(5)上的螺紋孔(51)內(nèi)，壓緊裝置(1)設(shè)置在水槽(4)中，探頭(3)的末端通過導(dǎo)線(17)與超聲波信號采集裝置(2)連接，探頭(3)的頭部設(shè)置在壓緊裝置(1)的上方。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于模擬擴散焊界面弱接合缺陷的裝置，其 特征在于左壓塊(8)和右壓塊(9)的下端面設(shè)有壓頭(15)。
全文摘要
一種用于模擬擴散焊界面弱接合缺陷的裝置，它涉及一種擴散焊界面缺陷的模擬裝置。本發(fā)明為解決擴散焊界面弱接合缺陷超聲波信號難于獲得的問題。本發(fā)明的壓緊裝置(1)由支架(5)、左墊塊(6)、右墊塊(7)、左壓塊(8)、右壓塊(9)和四個緊固螺栓(10)組成，支架3的上端面兩側(cè)設(shè)有左墊塊(6)和右墊塊(7)，左墊塊(6)的上端設(shè)有左壓塊(8)，右墊塊(7)的上端設(shè)有右壓塊(9)，緊固螺栓(10)緊固在支架(5)的螺紋孔(51)內(nèi)，壓緊裝置(1)設(shè)置在水槽(4)中，探頭(3)通過導(dǎo)線(17)與超聲波信號采集裝置(2)連接，探頭(3)的頭部設(shè)置在壓緊裝置(1)的上方。本發(fā)明通過調(diào)節(jié)壓塊的位置、緊固螺栓的擰緊力和墊塊的高度，實現(xiàn)不同間隙弱接合缺陷的模擬。
文檔編號G01N29/04GK101196493SQ200710144829
公開日2008年6月11日 申請日期2007年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月14日
發(fā)明者劉曉楠, 鐵 剛, 徐振亞, 欒亦琳, 媛 袁 申請人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)