本技术方案涉及超声无损检测领域,推出一种角焊缝特征导波换能器及其优化设计方法。该换能器包含至少一个基本单元,这些单元固定于待检测角焊缝表面,每个基本单元均能激发角焊缝特征导波,实现高效检测。
背景技术
焊接是大型钢结构中最常用的连接形式,其中角焊作为焊接工艺的一种,广泛应用于连接两直角或近直角的钢结构部件。然而,角焊缝在接头处的截面变化大,容易成为应力集中区域,以正交异性钢桥面板为例,在生产和服役过程中,角焊缝会出现不同程度的缺陷,如气孔、夹杂、裂纹等。这些缺陷一旦形成,将可能导致结构的突然失效,甚至严重影响整个钢结构的服役安全。因此,对角焊缝进行及时、有效的损伤检测是非常必要的。传统的检测方法如体波检测、磁粉检测等需要逐点移动进行检测,尤其在检测桥面板这类长距离角焊缝结构时,效率极低,并且无法实现长期的原位在线监测。现有的这些技术手段难以满足现代钢结构对高效、精准检测的需求。有研究表明,存在于角焊缝中的特征导波能够沿着焊缝长距离传播,是解决该问题的一种很有潜力的方法。这种角焊缝特征导波具有类表面波特征,其能量集中于焊缝结构表面,可以对浅层缺陷进行识别。然而,在实际应用中,将常规体波换能器直接置于焊缝表面,往往会在厚度方向上产生显著的垂向体波,严重影响信号的信噪比。
针对上述现有技术的缺点,现亟需一种激励角焊缝特征导波的换能器及其优化设计方法。
实现思路