TC4钛合金激光立体成形缺陷超声检测研究

"TC4 合金激光立体成形孔洞类缺陷的超声检测" 本文主要探讨了在激光立体成形（Laser Stereolithography）过程中，TC4钛合金部件内部、表面以及近表面孔洞类缺陷的超声检测技术。TC4钛合金是一种常用的航空航天材料，因其优异的耐腐蚀性和高强度而被广泛应用。然而，激光立体成形过程中容易产生孔洞缺陷，这些缺陷可能影响零件的性能和使用寿命，因此对其进行有效的无损检测至关重要。 激光立体成形是一种利用高能量激光束熔化金属粉末并逐层堆积形成三维结构的增材制造技术。在这个过程中，由于各种因素，如粉末铺展不均匀、冷却速率过快等，可能会导致内部形成孔洞，这些孔洞可能是长横孔或其他形状的缺陷。 研究中，作者使用超声波技术对TC4钛合金的孔洞缺陷进行检测。超声波检测是无损检测的一种，通过发射高频声波并接收反射回波来判断材料内部是否存在缺陷。实验结果显示，当检测条件保持不变时，缺陷的超声反射波幅值与孔洞的直径有关：直径越大，反射波幅值越高。这说明超声波对较大孔洞的检测敏感度更高。同时，对于相同孔径但深度不同的长横孔，随着孔洞深度增加，反射波幅值减小，这可能是由于声波在传播过程中能量衰减所致。 在实际应用中，研究人员采用5PФ8纵波直探头，成功地在激光立体成形的TC4钛合金中检测到了0.6毫米大小的孔洞缺陷。这表明，这种探头对于微小缺陷的检测具有较高的分辨率。此外，文章还指出，超声表面波在检测深度方向上对TC4钛合金的槽型和孔型缺陷的识别能力有限，通常不超过4毫米，而且孔型缺陷相对于槽型缺陷更难被发现，这可能是由于孔洞的封闭性导致声波反射和散射的复杂性增加。 关键词涉及的技术有激光技术、激光立体成形、TC4钛合金、超声波以及表面波。其中，激光技术是形成缺陷的主要工艺手段，激光立体成形则是制造过程，TC4钛合金是研究材料，超声波检测则用于评估成形件的质量，而表面波则是超声检测中的一种特殊形式，尤其适用于检测表面或近表面缺陷。 该研究为理解和优化激光立体成形过程中TC4钛合金的孔洞类缺陷检测提供了理论依据和技术支持，对于提升增材制造零件的质量控制和可靠性具有重要意义。未来的研究可以进一步探索更高效、更精确的检测方法，以应对复杂几何形状和微观结构的缺陷检测挑战。