具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请一并参阅图1至图4，现对本发明提供的曲面双轴肩搅拌摩擦焊缝的超声波相控阵检测方法进行说明。所述曲面双轴肩搅拌摩擦焊缝的超声波相控阵检测方法，包括以下步骤：

根据曲面型材结构型式确定扫查面的曲率参数；

利用相控阵超声探伤仪进行声场模拟，确定声束经过相控阵超声探伤仪的探头楔块1的区域范围(即声束区域10)，并将声束覆盖探头楔块1的耦合面11的区域标记为耦合区域12；

根据曲率参数对耦合面11进行修磨，修磨区域覆盖耦合区域12；

根据耦合面11的修磨尺寸修正相控阵超声探伤仪的晶片高度参数；

将修磨后的耦合区域12对准扫查面上的焊缝进行沿线扫查，其中，耦合区域12与扫查面之间的间隙小于或等于0.5mm。

应当理解的是，在相控阵超声探伤仪对扫查面焊缝进行扫查检测之前，应当首先通过试块测试获得TCG曲线，且该TCG曲线会显示在焊缝扫查结束后相控阵超声探伤仪自动生成的图像上，根据图像上所显示的缺陷与TCG曲线的相对位置关系即可准确定位焊缝内部缺陷的具体位置；由于在进行耦合面11修磨时需要参照耦合区域12的边界，因此首先需要在耦合面11上将耦合区域12确定并标记出来，在确定耦合区域12时，可以根据相控阵超声探伤仪的激发阵元数量和声波入射角度模拟声场，从而确定声束经过耦合面11的区域范围，即为耦合区域12。

本实施例提供的曲面双轴肩搅拌摩擦焊缝的超声波相控阵检测方法，与现有技术相比，以曲面型材的扫查面的曲率参数为依据对探头楔块1的耦合面11进行修磨，并在对扫查面上的焊缝进行沿线扫查之前，针对探头楔块1的修磨尺寸对相控阵超声探伤仪的晶片高度参数进行修正，能够避免因探头楔块1的修磨产生的尺寸变化对扫查结果的影响，且由于修磨后的探头楔块1能够与扫查面(焊缝附近的区域)保持不超过0.5mm的基本一致的间隙，因此能够提高探头楔块1与扫查面之间的耦合效果，从而提高焊缝内部缺陷的定位精度，进而方便后序对于焊缝缺陷进行针对性修复。

在一种可能的实现方式中，参见图3和图4，根据曲率参数对耦合面11进行修磨，修磨范围覆盖耦合区域12包括：若扫查面为凸面，则对耦合面11进行局部修磨，局部修磨区域完全覆盖耦合区域12；若扫查面为凹面，则对耦合面11进行整体修磨。

针对曲面型材的多样化，其焊缝所在的位置可能是凸面型式，也可能是凹面型式，若扫查面为凸面，那么探头楔块1的耦合面11应当修磨为与该凸面的曲率参数一致或略小的凹面型式，此时由于探头楔块1的耦合面11的尺寸远远小于扫查面的面积，因此，只要修磨区域能够覆盖用于扫查焊缝的耦合区域12即可，无需对整个耦合面11进行修磨，一方面能够减少修磨工作量，另一方面能够减小探头楔块1的修磨尺寸，从而避免因修磨尺寸过大而导致晶片高度参数的修正尺度过大，甚至导致探头楔块1无法匹配使用的情况；若扫查面为凹面，那么探头楔块1的耦合面11应当修磨为与该凹面的曲率参数一致或略大的凸面型式，而为了保证检测时耦合区域12能够与扫查面之间的间隙一致性，需要将耦合面11进行整体修磨，从而避免耦合面11的边缘与扫查面之间产生干涉，进而导致耦合区域12无法接近扫查面而导致无法可靠耦合的情况。

一些实施例中，参见图1、图5至图7，根据耦合面11的修磨尺寸修正相控阵超声探伤仪的晶片高度参数包括：

制备试块2，根据曲率参数在试块2的两相对面上分别修磨仿真凹面22和仿真凸面21，仿真凹面22和仿真凸面21之间的距离大于或等于焊缝的两倍厚度值；

在试块2内部加工与仿真凹面22或仿真凸面21平行的仿缺陷孔23，并记录仿缺陷孔23与仿真凹面22或仿真凸面21之间的实际距离值；

将耦合面11靠近仿真凹面22或仿真凸面21，并使耦合区域12对准仿缺陷孔23进行扫查，获得仿缺陷孔23与仿真凹面22或仿真凸面21之间的扫查距离值；

根据扫查距离值和实际距离值之间的偏差值修正相控阵超声探伤仪的晶片高度参数。

由于曲面型材的扫查面通常既有凹面也有凸面，因此在试块2上兼设了仿真凹面22和仿真凸面21，以能够分别模拟两种扫查面的结构型式，从而提高试块2的通用性；而且由于仿真凹面22和仿真凸面21的间距(即试块2的厚度)至少为两倍焊缝厚度值(采用搅拌摩擦焊的焊缝厚度与曲面型材的厚度一致，试块2的厚度具体可以是若曲面型材的厚度不超过5mm，则试块2厚度采用10mm，若曲面型材的厚度大于5mm，则试块2厚度为曲面型材厚度的两倍)，因此能够避免在仿真凹面22或仿真凸面21上进行扫查时另外一面产生干扰影响；由于仿缺陷孔23在试块2内部距离仿真凹面22或仿真凸面21的距离值时已知量，因此能够作为晶片高度参数的修正基准，即在对仿缺陷孔23进行扫查后得到的扫查距离值与实际距离值之间的偏差值就是晶片高度参数的修正值。

具体的，根据扫查距离值和实际距离值之间的偏差值修正相控阵超声探伤仪的晶片高度参数包括：若扫查距离值小于实际距离值，则晶片高度参数加上偏差值；若扫查距离值大于实际距离值，则晶片高度参数减去偏差值。

在一种可能的实现方式中，参见图1、图8至图10，仿真凹面22和仿真凸面21上分别加工有验证槽24；在根据耦合面11的修磨尺寸修正相控阵超声探伤仪的晶片高度参数之前还包括：将耦合面11靠近仿真凹面22或仿真凸面21，并使耦合区域12对准验证槽24进行扫查，根据扫查结果验证相控阵超声探伤仪的灵敏度。

在本实施例中，根据扫查结果验证相控阵超声探伤仪的灵敏度包括：若扫查结果能够显示验证槽24，则相控阵超声探伤仪的灵敏度正常，无需调试；若扫查结果无法显示验证槽24，则需调高相控阵超声探伤仪的增益，直至扫查结果能够正常显示验证槽24。

验证槽24的深度和宽度均可设置为0.5mm，验证槽24的作用在于模拟焊缝与曲面型材的结合线，通过扫查位于仿真凹面22或仿真凸面21表面的验证槽24，能够判断相控阵超声探伤仪能否准确捕捉扫查面上焊缝，若扫查结果无法显示验证槽24则说明灵敏度不足，需要调高增益，直至验证槽24能够清晰显示在成像画面上，当然，若调高增益仍然无法显示验证槽24，这就说明该探头楔块1无法进行匹配检测(声波入射角度不匹配，探头楔块1的斜面角度与探头发射的声束入射角相关)，应当重新制备探头楔块1。

一些实施例中，参见图1、图5至图7，试块2内部加工有多个仿缺陷孔23，在将修磨后的耦合区域12对准扫查面上的焊缝进行沿线扫查之前还包括：在修正了晶片高度参数后将耦合面11靠近仿真凹面22或仿真凸面21，并使耦合区域12依次对准各个仿缺陷孔23进行扫查；将扫查结果与各个仿缺陷孔23的实际距离值进行对比，并根据对比结果对相控阵超声探伤仪的增益补偿参数进行校准，获得TCG曲线。

根据曲面型材的扫查面形式选择靠近仿真凸面21或者仿真凹面22进行仿缺陷孔23的扫查，然后将扫查结果与各个仿缺陷孔23的实际距离值进行比较，若扫查值和实际值之间的偏差在合理范围内，则无需校准修正参数，若两者偏差超出合理范围，则代表扫查探测精度不足，应对增益补偿参数进行校准，从而使得获得的TCG曲线满足精度要求，以保证在对焊缝进行扫查后获得焊缝内部缺陷的准确位置，提高缺陷定位精度。

具体的，将扫查结果与各个仿缺陷孔23的实际距离值进行对比，并根据对比结果对相控阵超声探伤仪的增益补偿参数进行校准，获得TCG曲线包括：分别获得各个仿缺陷孔23的声波反射信号并确认标定；对比各个标定点的数据和相应的仿缺陷孔23的实际距离值之间的偏差，并针对偏差校准相控阵超声探伤仪的增益补偿参数；校准完成后获得TCG曲线。

当声束到达仿缺陷孔23时发生反射产生回波(即反射信号)，该回波产生的位置便代表了仿缺陷孔23在试块2内的位置，而TCG曲线的原理在于通过补偿使各个仿缺陷孔23的反射回波幅度趋于一致，而回波幅度在未经补偿的情况下与仿缺陷孔23的位置直接相关，在此通过比对相控阵超声探伤仪的扫查值和实际距离值的偏差情况，并针对偏差情况对补偿参数进行校准，能够使得仿缺陷孔23的扫查值接近甚至等于实际值，从而能够提高最终获得的TCG曲线的准确度，进而提高焊缝内部缺陷的定位精度。

进一步地，试块2内部加工有至少三个仿缺陷孔23，且至少三个仿缺陷孔23与仿真凹面22或仿真凸面21之间的距离依次增加，且最大距离值与最小距离值之间的差值大于焊缝厚度。另外，若扫查面为凸面，则将耦合面11靠近仿真凸面21并依次对各个仿缺陷孔23进行扫查，且优先扫查距离仿真凸面21距离最近的仿缺陷孔23；若扫查面为凹面，则将耦合面11靠近仿真凹面22并依次对各个仿缺陷孔23进行扫查，且优先扫查距离仿真凹面22距离最近的仿缺陷孔23。确保三个仿缺陷孔23垂直于扫查面的最大间距大于焊缝厚度，从而能够确保能够对焊缝整个厚度方向上的缺陷进行扫查，避免遗漏，从而提高检测可靠性。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。