本發(fā)明涉及一種簡化的t形焊件角焊縫中批量缺陷的空間定位方法。

背景技術(shù)：

目前重要焊接結(jié)構(gòu)接頭中缺陷的空間定位已成為無損檢測領(lǐng)域的研究重點(diǎn)和熱點(diǎn)，發(fā)明人已經(jīng)開展了t形接頭穿透型焊縫和角焊縫中缺陷的空間定位研究，并實(shí)現(xiàn)了缺陷的空間定位和空間位置可視化。

但對于t形焊件角焊縫中缺陷的空間定位雖已實(shí)現(xiàn)，但缺陷深度定位的數(shù)學(xué)模型中涉及的已知量較多，需提前測量，測量誤差將直接影響缺陷空間定位的精度，因此發(fā)明一種簡化的t形焊件角焊縫中批量缺陷的空間定位方法非常必要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供一種簡化的t形焊件角焊縫中批量缺陷的空間定位方法，不但可減少深度數(shù)學(xué)模型中的已知量，而且可提高批量缺陷空間定位的精度，大大提高缺陷空間定位模型的適用性和應(yīng)用范圍。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種簡化的t形焊件角焊縫中批量缺陷的空間定位方法，包括以下步驟：

首先對t形接頭焊件進(jìn)行左右旋轉(zhuǎn)，并獲得t形接頭焊件左右旋轉(zhuǎn)的x射線檢測圖像；

其次，選用射線穿透t形焊件角焊縫所在直角的角平分線(面)為定位特征點(diǎn)，得出簡化的缺陷深度計算的數(shù)學(xué)模型：

缺陷偏移量計算的數(shù)學(xué)模型如下：

缺陷沿焊縫長度方向的分布可通過缺陷分割和缺陷細(xì)化的方法確定：把分割后的缺陷從周圍四個方向不斷向內(nèi)縮減，直至獲得缺陷的中心點(diǎn)；

其中：當(dāng)x>0時缺陷位于垂直板中心線的右側(cè)；當(dāng)x＝0時缺陷位于垂直板中心線上；當(dāng)x<0時缺陷位于垂直板中心線的左側(cè)；

式中d—通過公式計算得出的缺陷到水平板表面的距離(mm)，即缺陷深度；

dl—焊件右轉(zhuǎn)時缺陷中心點(diǎn)到定位特征點(diǎn)(角焊縫所在直角的角平分線)的投影距離(mm)；

dr—焊件左轉(zhuǎn)時缺陷中心點(diǎn)到定位特征點(diǎn)(角焊縫所在直角的角平分線)的投影距離(mm)；

w—垂直板寬度(mm)；

δ—水平板厚度(mm)；

x—缺陷偏離垂直板中心線的距離(mm)，即缺陷偏移量。

本發(fā)明首先根據(jù)焊件x射線檢測圖像中各部分之間的幾何關(guān)系，創(chuàng)建了缺陷深度和偏移量計算的數(shù)學(xué)模型：對于某一固定的t形接頭，其垂直板的寬度w、水平板的厚度δ可提前測量得出，且為固定值；而dl和dr兩個投影距離可通過對焊件左右旋轉(zhuǎn)后獲得的x射線檢測圖像進(jìn)行缺陷分割和缺陷細(xì)化獲得；dl和dr確定后可直接根據(jù)偏移量模型得到偏移量x的值；把上述已獲得的參數(shù)帶入公式(1)可確定缺陷深度。

與現(xiàn)有的缺陷空間定位方法相比，創(chuàng)建的缺陷深度及偏移量模型中減少了一個已知量焊角尺寸k，免除了其測量誤差對缺陷空間定位精度的影響；根據(jù)上述模型可確定缺陷的深度和偏移量；而缺陷沿焊縫長度方向的分布可通過缺陷分割、缺陷細(xì)化后搜索缺陷中心點(diǎn)的橫坐標(biāo)確定，從而可實(shí)現(xiàn)t形焊件角焊縫中批量缺陷的空間定位。

本發(fā)明具有不用預(yù)先貼標(biāo)記、缺陷定位精度高、檢測速度快、檢測成本低(與ct相比)、適用范圍廣、魯棒性強(qiáng)、應(yīng)用前景廣闊等優(yōu)點(diǎn)。

附圖說明

圖1是本發(fā)明左側(cè)角焊縫中缺陷深度定位數(shù)學(xué)模型示意圖；

圖2是本發(fā)明右側(cè)角焊縫中缺陷深度定位數(shù)學(xué)模型示意圖；

圖3是本發(fā)明左側(cè)角焊縫偏移量數(shù)學(xué)模型示意圖；

圖4是本發(fā)明右側(cè)角焊縫偏移量數(shù)學(xué)模型示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

如圖1至圖4所示：本發(fā)明為一種簡化的t形焊件角焊縫中批量缺陷的空間定位方法，包括以下步驟：

首先對t形接頭焊件進(jìn)行左右旋轉(zhuǎn)，并獲得t形接頭焊件左右旋轉(zhuǎn)的x射線檢測圖像；

其次，選用射線穿透t形焊件角焊縫所在直角的角平分線(面)為定位特征點(diǎn)，得出簡化的缺陷深度計算的數(shù)學(xué)模型：

缺陷偏移量計算的數(shù)學(xué)模型如下：

缺陷沿焊縫長度方向的分布可通過缺陷分割和缺陷細(xì)化的方法確定：把分割后的缺陷從周圍四個方向不斷向內(nèi)縮減，直至獲得缺陷的中心點(diǎn)；

從創(chuàng)建的模型來看，不管是在左側(cè)角焊縫還是右側(cè)角焊縫中的缺陷，其深度和偏移量計算的數(shù)學(xué)模型都是相同的，見公式(1)和(2)；

其中：當(dāng)x>0時缺陷位于垂直板中心線的右側(cè)；當(dāng)x＝0時缺陷位于垂直板中心線上；當(dāng)x<0時缺陷位于垂直板中心線的左側(cè)；

式中d—通過公式計算得出的缺陷到水平板表面的距離(mm)，即缺陷深度；

dl—焊件右轉(zhuǎn)時缺陷中心點(diǎn)到定位特征點(diǎn)(角焊縫所在直角的角平分線)的投影距離(mm)；

dr—焊件左轉(zhuǎn)時缺陷中心點(diǎn)到定位特征點(diǎn)(角焊縫所在直角的角平分線)的投影距離(mm)；

w—垂直板寬度(mm)；

δ—水平板厚度(mm)；

x—缺陷偏離垂直板中心線的距離(mm)，即缺陷偏移量。

首先根據(jù)焊件x射線檢測圖像中各部分之間的幾何關(guān)系，創(chuàng)建了缺陷深度和偏移量計算的數(shù)學(xué)模型(對于某一固定的t形接頭，其垂直板的寬度w、水平板的厚度δ可提前測量得出，且為固定值；而dl和dr兩個投影距離可通過對焊件左右旋轉(zhuǎn)后獲得的x射線檢測圖像進(jìn)行缺陷分割和缺陷細(xì)化獲得；dl和dr確定后可直接根據(jù)偏移量模型得到偏移量x的值；把上述已獲得的參數(shù)帶入公式(1)可確定缺陷深度)。

與現(xiàn)有的缺陷空間定位方法相比，創(chuàng)建的缺陷深度及偏移量模型中減少了一個已知量焊角尺寸k，免除了其測量誤差對缺陷空間定位精度的影響。根據(jù)上述模型可確定缺陷的深度和偏移量。而缺陷沿焊縫長度方向的分布可通過缺陷分割、缺陷細(xì)化后搜索缺陷中心點(diǎn)的橫坐標(biāo)確定，從而可實(shí)現(xiàn)t形焊件角焊縫中批量缺陷的空間定位。

通過檢測結(jié)果表明本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)t形焊件角焊縫中批量缺陷的空間定位，且定位準(zhǔn)確。

經(jīng)破壞性試驗(yàn)驗(yàn)證，缺陷深度和偏移量計算的相對誤差不超過3.5％，缺陷定位精度比改進(jìn)前高。

該發(fā)明也可適用于開坡口熔透的t型焊件角焊縫和穿透型t型接頭中缺陷的空間定位，甚至可推廣至對接接頭中缺陷的空間定位上。該發(fā)明進(jìn)行缺陷定位不用預(yù)先貼標(biāo)記，缺陷定位精度高，檢測速度快，檢測成本低(與ct相比)，適用范圍廣，魯棒性強(qiáng)，應(yīng)用前景廣闊。

對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實(shí)施例的細(xì)節(jié)，而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其它的具體形式實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。因此，無論從哪一點(diǎn)來看，均應(yīng)將實(shí)施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本發(fā)明內(nèi)。不應(yīng)將權(quán)利要求中的任何附圖標(biāo)記視為限制所涉及的權(quán)利要求。

以上所述，僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所作的任何細(xì)微修改、等同替換和改進(jìn)，均應(yīng)包含在本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍之內(nèi)。