金属焊缝质量用超声怎么检测？

检测金属钎焊接头焊缝内部质量—水浸超声C扫描

钎焊工艺是一种通过采用比母材熔化温度低的钎料，利用液态钎料在母材表面润湿和毛细作用来填入钎焊接头，形成同种或异种材料之间的连接技术。在公元前5世纪战国时期，秦代的铜车马就是采用钎焊工艺打造的，以锡铅合金作为钎料，堪称当代焊接工艺精品。

秦始皇陵铜车马

在20世纪后期，由于战争的影响，在航空航天、军工装备等领域对焊接技术有了高需求，促使新材料、新工艺的大量涌现，这时钎焊技术得到了大面积的使用，像铝合金、钛合金、不锈钢、金属陶瓷、硬质合金、复合材料等诸多类型材料的相结合得以实现。通过查阅资料了解到在某航天飞行器钎焊焊缝超过3000米；拇指大小的电子元器件存在上百个钎焊焊点，在这里不难看出钎焊焊接技术已经开始走向精密化，相关产业开始对钎焊接头焊缝质量有了要求。

钎焊方法类型梳理表

钎焊质量也受到很多因素影响，例如材料方面：母材为铝时，其对氧有很大的吸引力，非常容易形成一层致密的氧化物薄膜，阻碍了母材与钎料之间的结合，使湿润性降低，这时焊接接头会容易出现内部钎缝气孔、钎缝开裂、未焊合等缺陷；工艺方面：母材熔点和钎料熔点相差过大，钎焊时母材的晶粒会异常增大，极易出现内部钎缝夹杂、母材会形成溶蚀缺陷。因此，利用无损检测-水浸超声C扫描对钎焊接头焊缝内部质量进行检测。可以发现焊接不良导致的内部缺陷。

曲面结构钎焊蜂窝板焊接缺陷水浸超声SAM扫描

无损检测超声波技术是一种可用金属与非金属内部缺陷探伤手段，近年来，传统超声波检测已经发展为水浸超声C扫描方法，被一些专业人士称为超声“C-Scan”或C扫。C扫描成像特点：超声波遇到结合面缺陷反射信号强，空洞、气泡、分层、裂纹呈现的图像越亮，越暗就是正常，超声波技术适用于检测液冷板、铝蜂窝板、硬质合金钢、涡轮叶片、印刷电路板等。

水浸超声的检测原理：将超声换能器（探头）部分和被检工件全部浸于水中，以水作为耦合剂，通过超声在不同材料间对结合面发射与接收的信号波，在遇到缺陷（裂纹、夹杂、空洞、分层）等，会产生较大的振幅回波，发射接收器向数据采集卡输送，经过波形信号处理最终得到一张高分辨率超声波图像。

A扫波形可以看到信号波明显增强或衰减的位置，进而判断缺陷区域，不过没有C扫描显示缺陷位置直观。

超声A形波

超声C扫描可显示钎焊工件样品的横向截面情况，以不同颜色作为标识显示，来生成C-Scan图像，通过图像可以看到缺陷的大小及形状。具备缺陷定位，定量功能。

采声典型案例：曲面结构钎焊蜂窝板焊接缺陷

曲面结构钎焊蜂窝板-超声C扫描

细节缺陷展示：

内部分层，脱粘                冲击损伤

 超声3D-Scan

从上面超声检测图像可以看到，采声水浸超声设备可根据C扫描图像，通过软件数据处理，对这种特殊曲面结构生成3D投影成像，还原工件外型结构，这样可以直观看到钎焊接头内部缺陷具体位置。水浸超声SAM在我国检测焊接缺陷发展已经变得成熟，适用于金属及非金属材料，陶瓷材料、碳纤维复合材料，可识别内部的空洞、裂纹、焊接工艺带来的缺陷，常用于航空航天，军工装备，半导体封装等领域检测内部质量的无损检测设备。采声自主研发水浸超声、空耦超声、定制化超声，近年来多次检测过航空航天大型板棒材、航材零部件、汽车轴套、新能源电池等诸多领域部件，覆盖了实验室型，工业重载型、机械臂结构及非标定制类。