相控阵检测搅拌摩擦焊焊缝
背景
搅拌摩擦焊（FSW）技术被开发作为连接金属（难以实施熔化焊，如铝合金）的一种技术。获得的焊缝质量非常高并且材料结构是一致的。然而，焊接过程可能产生小的，致密的缺陷难以被探测。
搅拌摩擦焊焊接过程不像大多数其它方法，它没有液态焊接熔池。同样的，在焊缝中潜在缺陷也是大不相同的。存在于这样焊缝中的典型缺陷是未焊透、缩孔、密集气孔和未融合。最后的一种缺陷类型是尽管材料已经接触在一起，但由于一层薄的氧化层存在从而阻止材料融化导致。此外，由于焊接过程中，缺陷可以在任何方向形成。伴随着这种检测技术，焊帽可能是非常粗糙的，因此使用标准Rexolite楔块不是最好的选择。
搅拌摩擦焊焊接过程不像大多数其它方法，它没有液态焊接熔池。同样的，在焊缝中潜在缺陷也是大不相同的。存在于这样焊缝中的典型缺陷是未焊透、缩孔、密集气孔和未融合。最后的一种缺陷类型是尽管材料已经接触在一起，但由于一层薄的氧化层存在从而阻止材料融化导致。此外，由于焊接过程中，缺陷可以在任何方向形成。伴随着这种检测技术，焊帽可能是非常粗糙的，因此使用标准Rexolite楔块不是最好的选择。
最好的方法是使用水耦合楔块的妈妈电影免费看检测。由于焊缝形状，光栅扫查是不实际的，但是对于相控阵，要检测整个焊缝体积可以通过单次扫查完成。相控阵也允许横向扫查以探测横向缺陷。最优化的检测角度意味着最大的缺陷检出率。增强相控阵的覆盖区域可提供精确的缺陷尺寸和位置测量。高速，精确和通用性使得相控阵成为检测搅拌摩擦焊的理想选择。
设备
用于检测的设备如下：
OmniScan SX, MX2 16:64或16:128相控阵单元
10L64-FSW相控阵探头
常规和横向水耦合楔块(SFSW-N45S-WHC和SFSW-L45S-WHC)
翼型扫查器、VersaMouse或mini-wheel编码器
1个水泵
检测设置
典型的注水楔块
典型流程
由于缺陷可以处于任何方向，在足够的信噪比下，单次扫查是不足以探测出所有的缺陷的。因此，焊缝将典型的被检测与N45S楔块在90度方向和与L45S楔块在0度方向。
探头位置：正常（90度）和横向（0度）扫查
第一次在90度方向利用45度线性扫查。一个引导装置可以被用作去保持探头相对于整个焊缝线的偏移恒定。一个位置编码器可以被依附在探头上，以提供一个关于扫查轴的位置信息。在焊缝较薄情况下单次扫查将都能覆盖焊缝根部和焊冠。对于较厚工件，有必要在不同的偏移位置共进行两次扫查，以便获得对于焊缝区域的完整体积覆盖。
楔块延迟和材料声速是被校准过的，以便获得相关的跳跃重叠指示（在下图中的B0和T1）。闸门A（红色）是被用作获得C扫描。这个闸门位于第一次跳跃（B0）之前，第二次跳跃（T1）之后。
楔块延迟和材料声速是被校准过的，以便获得相关的跳跃重叠指示（在下图中的B0和T1）。闸门A（红色）是被用作获得C扫描。这个闸门位于第一次跳跃（B0）之前，第二次跳跃（T1）之后。
这个S-Scan图像显示的凹痕，代表焊缝两端的根部反射，都出现在第一次跳跃（参考B0）。探头位置允许完整的焊缝宽度同时被检测。
然后在横向（0°）方向重复这个过程。一个相似的引导装置可以被用作在焊缝中线上居中放置探头。沿着焊缝牵引探头可以获得一个线性扫查。由放置闸门在前壁噪声和底面大的噪声波之后产生C扫描。在闸门中根部贯穿表面的裂纹将引起最高的角落反射振幅。在噪声区域来自焊冠的贯穿裂纹的角落反射回波将产生一个最大的穿过闸门外部的信号。然而，这个缺陷可以由闸门内的尖端衍射回波被绘制。
S扫描显示角落回波和一个在焊缝表面的横向尖端裂纹回波。红色闸门（A）起始仅仅在前壁引起的噪声之后和终点仅仅在来自一次完整跳跃上表面噪声之后。
结果
一个参考试块包含一系列的轴向和横向刻痕，使用如上的扫描方式显示如下。作为在如下C扫描中看到的，这两个检测方法对于垂直和平行于焊缝所有的刻痕提供清晰的显示。参考刻痕方向在45°时呈现出更大的挑战。在这种情况下的探测能力取决于刻痕的深度和长度。为了增强这种缺陷的探测能力，相控阵探头倾斜放置在正向或负向45度的额外扫描可被执行。这将明显加强来自45度刻痕的反射振幅。
来自正常方向扫查的C扫描图，显示平行于焊缝的反射
来自横向扫查C扫描图，显示垂直于焊缝的反射
扫查一旦被捕获后，通过扫查光标选择一个位置，每个显示都可以被复查。在那个位置被捕获的A扫可以被显示如下。
结论
脉冲回波法检测搅拌摩擦焊可以探测所有体积的缺陷如裂纹、未焊透和未融合。使用横向扫查，横向缺陷也可以被探测。相控阵测试由选择聚焦和折射角度来提供最优化的检测优势，并且在单次扫查中比单晶斜探头更大的覆盖范围可以提供快速的检测。