0
  • 聊天消息
  • 系统消息
  • 评论与回复
登录后你可以
  • 下载海量资料
  • 学习在线课程
  • 观看技术视频
  • 写文章/发帖/加入社区
会员中心
创作中心

完善资料让更多小伙伴认识你,还能领取20积分哦,立即完善>

3天内不再提示

输配电用的W-Cu触头的无损超声检测过程控制

Plansee攀时高性能材料 来源:掌知视通讯技术 作者:掌知视通讯技术 2020-12-29 15:57 次阅读

在与VOGT Ultrasonics GmbH的合作中,设计了一个用于电子束焊接WCu部件和坯料的无损测试的试验台,通过超声波相控阵技术在批量生产条件下进行检测。通过用户的设置和软件分析,可以清晰、容易地识别WCu触头的焊接区质量,提高了工艺稳定性。超声波测试台的一个基本特性是可以根据定义的质量标准立即在线对工件进行分类。该测试的最大挑战是生产中高频次地扫描粉末冶金工艺生产的WCu复合材料组件,并评估焊接区质量。WCu部分通常是焊接到铜合金或钢材上。由于种种原因,超声波束在任何情况下都无法穿过均匀的材料。因此对不均匀的WCu部件进行测量,我们面临的挑战是如何避免由于WCu复合材料的微观结构在密度、重量和均匀性方面存在较大差异而引起的超声反射或偏转。

01

高压电弧触头的工作原理

Figure 1 shows a sketch how an arcing contact component system, consisting of a pin and a so calledtulip, works.It is shown that by means of the design of the tulip a minimum spring force has to be achieved to get an optimized and reliable contact to the pin surface. Therefore a maximum of energy transmission can be guaranteed and arcing between the two components can be avoided.

图1是由触指和梅花触头组成的弧触头系统的工作简图。事实证明,通过对梅花触头进行优化设计,可以实现以最小的弹力获得与触指表面最佳和可靠的接触。因此,可以保证最大限度的电能传输,并避免两个触头之间起弧。

图1 电弧触点系统在闭合、导电位置的功能示意图

02

WCu材料

A cross section of a typical WCu microstructuregained by sintering and infiltrating with copper is shown in figure 2. Typical compositions are 60 to 80wt.-% W and 20 to 40 wt.-% Cu.

图2中显示了通过烧结和熔渗获得的典型WCu微观组织,其组成成分是60~80wt.%的W和20~40wt.-%的Cu。

图2典型WCu (80/20)微观结构的截面

The inhomogeneous microstructure is caused by the very low solubility of W and Cu.The combination of the excellent electrical conductivity of Cu together with the good arcing resistanceand high melting temperature as well as high arcing resistance of W, see Table I, results in the usage ofcontact material for energy transmission up to voltages of 1200kV.

钨和铜的溶解度极低,导致了微观结构的不均匀性。由于Cu具有优良的导电性,加上W具有良好的耐烧蚀性和较高的熔点(见表1),钨铜触头材料适用于特高压的断路器灭弧室中。

35b9c44a-498f-11eb-8b86-12bb97331649.jpg

03

超声相控阵原理

In general the ultrasonic device transmits electrical pulses to the probe where these pulses areconverted to ultrasound waves. After transmitting the waves the probe receives the reflected echoswaves as well. All received waves are converted to electrical pulses again and are evaluated by thesoftware. Phased Array probes are composed of several piezoelectric crystals that can transmit/receiveindependently at different times [5]. To focus or to steer the ultrasonic beam, time delays are applied tothe elements to create constructive interference of the wavefronts. Due to this the ultrasonic beam canbe steered within a range of angle and/or the energy can be focused at any depth in the test specimen(see Fig. 3).

一般情况下,超声波设备将电脉冲传送到探头,这些脉冲被转换成超声波。在发射超声波后,探头也会收到反射的回波。所有接收到的波再次转换为电脉冲,并由软件进行评估。相控阵探头由多个压电晶体组成,可以在不同时间独立发射/接收[5]。为了聚焦或引导超声波束,对元件施加时间延迟,以产生波束的建设性干扰。因此,超声波波束可以被控制在一定的角度范围内,并且/或者能量可以在测试样品的任何深度聚焦(见图3)。

图3波束控制和聚焦原理

04

相控阵超声波试验台

The task of the ultrasonic scanning system is to test the weld of the tulip within the production cycle withan offline system. Thereby it detects non connected areas in the weld seam, measures the sizes andclassifies the tulips in “good” or “bad” according to given guidelines. The inspection is done by immersiontechnique.

超声波扫描系统的任务是在检测周期内用离线系统检测梅花触头的焊缝。因此,它检测焊缝中的非连接区域,测量尺寸,并根据给定的准则将梅花触头分为"好 "或 "坏"。检测是通过浸入式技术完成的。

Depending on the type of tulip there are two possible probe positions to insert the ultrasonic beamperpendicular to the welding. Inspecting the 45 degree weld requires a probe position along the body.The 90 degree weld needs to be inspected from above (see figure 4).

根据梅花触头的类型,超声波束检测位置有两种:检查45度焊缝需要沿着焊缝主体的探头位置,90度焊缝需要从上方检查(见图4)。

图4 典型梅花触头的剖面图(图中标明了超声束方向)

05

相控阵测试示例

Figure 7 (right picture) shows the C-Scan image recorded with a Phased Array system, the result of theconventional immersion inspection is shown in figure 6 as a linear illustration and in figure 7 (leftpicture) as a round illustration. Comparing both C-Scan images it is to be seen clearly the same resultsbut the way of recording is different. Using Phased Array technique the whole data acquisition and scanimaging lasts no longer than 10 seconds, while the conventional inspection method needs about 2minutes. Due to the limited capability of the chosen probe in this case the resolution is slightly worsecompared to the immersion probe, but it is no effort to get the same resolution like in figure 9 by usinganother probe.

图7(右图)为相控阵系统记录的C-Scan图像,图6为线性图,图7(左图)为圆形图。比较两个C-Scan图像,可以看到记录方式不同,但结果相同。使用相控阵技术,整个数据采集和扫描成像的时间不超过10秒,而传统的检测方式需要2分钟左右。由于所选探头的能力有限,在这种情况下,分辨率比浸入式探头稍差,但要想得到图6那样的分辨率,可以使用另一个探头。

图7LS系统记录的圆形图像(左)和相控阵手持装置记录的图像(右)

原文标题:输配电用的W-Cu触头的无损超声检测过程控制

文章出处:【微信公众号:掌知视通讯技术】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。

责任编辑:haq

声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。 举报投诉
  • 电子
    +关注

    关注

    32

    文章

    1879

    浏览量

    89363
  • 超声
    +关注

    关注

    1

    文章

    102

    浏览量

    21509
  • 导电
    +关注

    关注

    0

    文章

    226

    浏览量

    21531

原文标题:输配电用的W-Cu触头的无损超声检测过程控制

文章出处:【微信号:plamsee,微信公众号:Plansee攀时高性能材料】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。

收藏 人收藏

    评论

    相关推荐

    无损检测与传统检测的区别

    在工业生产和质量控制中,检测技术是确保产品安全性和可靠性的关键环节。随着技术的发展,无损检测技术逐渐成为了许多领域的首选检测手段。本文将探讨
    的头像 发表于 11-25 11:38 389次阅读

    交流接触器常开常闭如何区分

    交流接触器是一种广泛应用于工业自动化控制领域的电器元件,其主要作用是实现对大功率设备的远程控制。在交流接触器中,是实现电路通断的关键部分,根据其功能和结构的不同,可以分为常开
    的头像 发表于 07-19 09:21 2612次阅读

    接触器开距大小与什么有关

    接触器是一种用于控制大功率设备的电气开关,其主要作用是实现对电动机、变压器等设备的远程控制和保护。接触器的是其核心部件之一,其开距大小直接影响接触器的可靠性和使用寿命。 一、接触器
    的头像 发表于 07-19 09:20 675次阅读

    OCT在无损检测中的应用举例

    现场过程反馈和成品的高通量质量控制。光学断层扫描成像(OCT)在无损检测中的主要优势为:高分辨率:2.6-10.0µm视频速率采集:每秒30张图像成像深度:高达5
    的头像 发表于 07-18 08:16 341次阅读
    OCT在<b class='flag-5'>无损</b><b class='flag-5'>检测</b>中的应用举例

    运动控制过程控制的区别和联系

    运动控制过程控制是自动化技术领域中的两个重要分支,它们在工业生产和智能制造中发挥着关键作用。尽管它们在某些方面存在相似之处,但它们在目标、方法和应用领域上有着明显的区别。本文将详细介绍运动控制
    的头像 发表于 06-13 09:19 2935次阅读

    自动控制原理及过程控制方法

    自动控制原理及过程控制方法是工程领域中非常重要的一部分,广泛应用于工业生产、航空航天、交通运输、医疗设备等多个领域。本文将详细介绍自动控制原理的基本概念、控制系统的分类、
    的头像 发表于 06-11 11:09 2205次阅读

    无损检测有哪些安全隐患

    无损检测技术在航空、航天、核电、石油、化工、机械制造等领域具有重要应用。然而,由于操作不当、设备故障、环境因素等原因,无损检测过程中可能存在
    的头像 发表于 05-27 14:58 1626次阅读

    无损检测是干什么的 无损检测技术的特点和作用

    一、无损检测技术的特点 非破坏性 :无损检测的最大特点是在检测过程中不会对被
    的头像 发表于 05-24 16:50 1405次阅读

    超声无损检测原理及应用

    超声无损检测(Ultrasonic Non-Destructive Testing,简称UT)是一种利用超声波在材料内部传播的特性,检测
    的头像 发表于 05-24 16:48 5431次阅读

    无损检测超声检测原理是什么

    无损检测超声检测原理是一种利用超声波在材料中传播的特性来检测材料内部缺陷的
    的头像 发表于 05-24 16:45 1646次阅读

    无损检测特点不包括什么

    。本文将详细介绍无损检测的特点、方法和应用,以及不包括在无损检测特点中的内容。 一、无损检测的特
    的头像 发表于 05-24 16:42 584次阅读

    探伤和无损检测的区别在哪

    探伤和无损检测(Non-Destructive Testing,简称NDT)是两个密切相关的概念,但它们之间存在一些区别。本文将详细探讨探伤和无损检测的区别,以及它们在工业领域的应用。
    的头像 发表于 05-24 15:53 2956次阅读

    什么是无损检测,及无损检测的方法和意义

    、化工、电力、机械制造等,对保证产品质量、提高生产效率、降低成本具有重要意义。 一、无损检测的方法 无损检测技术有很多种,以下是一些常见的无损
    的头像 发表于 05-24 15:10 2264次阅读

    无损检测的方法有哪些?其原理分别是什么?

    、汽车、船舶、核工业等领域。以下是一些常见的无损检测方法及其原理: 超声检测(Ultrasonic Testing,简称UT) 原理:超声
    的头像 发表于 05-24 15:05 1440次阅读

    安泰ATA-2082高压放大器如何驱动超声探头进行无损检测

    无损检测技术是一种在不破坏或影响被检测物体性能的前提下,通过物理或化学方法对其内部或表面的缺陷进行检测的技术。在无损
    的头像 发表于 01-24 17:29 462次阅读
    安泰ATA-2082高压放大器如何驱动<b class='flag-5'>超声</b>探头进行<b class='flag-5'>无损</b><b class='flag-5'>检测</b>