采声科技：空气耦合超声C扫描技术检测航空级蜂窝夹芯板内部脱粘缺陷

蜂窝夹芯复合板（Honeycomb Sandwich Composite Panels）是一种内部为数个六边形焊接而成的蜂窝夹层结构。它的上下蒙皮很薄，通常采用铝合金、碳纤维、玻璃钢等复材或金属组成，具备轻质量和抗冲击性能。在我国航空机身壁板、舱盖等位置都采用了大量的蜂窝夹芯板制造。

空耦超声检测：蜂窝板脱粘缺陷超声C扫描图像

由于蜂窝夹芯内部焊接点位非常复杂，不良的焊接操作手法，在后期使用或加工时，容易造成蒙皮与蜂窝芯层脱粘、褶皱、蒙皮内部开裂、蜂窝芯夹杂等现象。其中，蜂窝芯层与蒙皮之间出现的脱粘缺陷，是蜂窝夹芯复合板中最常见的缺陷。因此，需要借助无损检测—超声波C扫描技术是非常有必要的。提前发现缺陷位置，及时维修可以避免更严重的失效问题发生。

蜂窝夹芯板常常利用钎焊焊接或胶接的方式连接上下蒙皮和蜂窝芯，在面对飞机飞行时复杂的服役环境，内部出现胶层脱粘会造成蒙皮与蜂窝芯严重分离，在某种程度上降低了蜂窝夹层复合板的承载力。然而内部复杂的结构，人工判断缺陷是非常不可靠的，因为脱粘缺陷特征是面积小且不连续的，并且隐蔽性也很强。胶粘工艺是市面上蜂窝板制造厂家最常用的连接方式，所以选择利用空耦超声检测内部缺陷情况，同时又解决了胶粘工艺不能长久浸水的困扰。

采声研发空气耦合超声检测技术是目前可以不用浸液检测的有效解决办法，在实际检测中避免液体耦合带来的不便，利用空气作为耦合介质。因为蜂窝板内部为孔格几何结构，能量衰减比较大，因此，采声科技无损检测厂家选择利用低频检测，降低声能衰减，但是也导致了深度区域的局限性，所以在脉冲反射法和透射法中选择透射法，所以大家看到的空耦超声绝大多数都采用双探头对穿式扫描。

采声研发空耦超声适用于无法使用耦合剂水的特殊材质（如碳纤维材料沾水脱胶易分层，泡沫材质吸水多孔，怕污染、电池材料等）尤其适合检测复合材料陶瓷材料、云母、碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维等多层材料粘接，内部分层、脱粘等缺陷。此设备是真正意义上非接触式检测设备。

采声科技蜂窝夹芯复合板空耦超声检测现场

空耦超声透射法检测中，当蜂窝夹芯板内部出现脱粘、分层缺陷时，缺陷会衰减吸收掉一部分超声波能量，接收到的透射波幅度降低；基于透射波幅度进行重构成像可反映蜂窝夹芯复材板的组织结构特征，避免了反射回波在时域分辨率低的问题；故空气耦合超声聚焦透射法检测具有无混合回波、信号直观易理解等优点，更适用于检测厚度较薄的复合材料板。

左：超声A扫描 右：超声C扫描

空耦超声C扫描是如何成像的呢？

根据A扫描的信号波幅值变化，在经过软件数据分析。首先记录A扫描信号幅值特征值，在通过换能器折回扫描路径，将每个信号特征值积累成一组特征矩阵，最后得到一副基于信号幅值特征的二维扫描图像，即为空气耦合超声聚焦透射法 C 扫描检测图像。

蜂窝夹芯板脱粘缺陷超声C-Scan图像

从空耦超声设备检测蜂窝夹芯复合板超声C扫描图像中，可以快速辨别脱粘缺陷位置，及面积大小，非技术人员使用设备检测也可以找到缺陷。采声可以研发空耦低频透射法检测设备，针对于复合材料板材无耦合条件下的无损检测，例如：文中提到的蜂窝夹芯复合板，以及云母板检测、碳纤维泡沫夹层结构、锂离子电池、电池隔热膜等材料。