论文部分内容阅读
波纹型轧辊的新型轧制复合工艺相比传统轧制复合工艺,不仅可以在较小的压下率下实现复合板的高强度结合,还可以有效改善板形质量、减小残余应力并大幅提高复合板的综合力学性能。而针对这种具有特殊界面形貌的金属复合板产品,亟需提出一种有效的无损检测手段,以准确掌握连接界面结合情况,实现轧制工艺的闭环调控。本文探讨了激光超声检测技术表征波纹金属复合板界面的方法,利用激光诱导超声成像评价手段能够满足金属复合板材在生产过程中快速移动、高温工况等需求。并在研究过程中取得以下创新性成果:（1）本文针对金属复合板连接界面缺陷,提出了一种基于实验室激光超声检测系统的检测方法,该方法具有非接触和高灵敏度等优点。使用脉冲激光作为超声波的光学激励,搭建基于硅酸铋光折变晶体的双波混合干涉仪实现超声的远程探测,基于Lab VIEW配套设计了自动控制系统可满足不同后处理算法的信号连续采集,为界面缺陷检测试验提供硬件系统支持。（2）本文建立了激光诱导超声波在双层金属波纹复合板内传播的有限元模型,基于仿真结果,提取用于后处理成像的纵波特征信号,并实现了FMC数据的TFM和波数算法两种反演相控阵成像算法,提取界面特征轮廓数字信息,在TFM基础上开发了第二介质成像算法,分析了FMC数据稀疏化策略对TFM计算速度的影响,比较了TFM和波数成像算法在检测效率和成像质量方面的优劣性。（3）本文利用激光超声检测系统对波纹辊轧制铜铝复合板进行了界面检测试验,实现了激光合成孔径聚焦（LU-SAFT）成像,大幅的提升检测效率。与显微观测结果对比,激光超声检测得到的界面轮廓,充分证明了检测方法的有效性。检测结果还发现未结合缺陷大概率分布在铜侧的波峰处,这与现有文献的结合强度检测结果具有一定关联性,该检测方法会为后续的波纹辊轧制工艺研究提供重要参考。