КОНТРОЛЬ СОЕДИНЕНИЙ В МНОГОСЛОЙНЫХ ЛИСТОВЫХ КОНСТРУКЦИЯХ

Такие конструкции выполняются в виде двух или нескольких склеенных ме­жду собой листов. Толщины листов могут быть одинаковыми или разными. Мате­риалы листов - металл (обычно, алюми­ниевый сплав) или ПКМ.

Для контроля клеевого соединения между двумя металлическими листами (например, в клеесварной конструкции) при одностороннем доступе применяют вариант ультразвукового резонансного метода [207, 328, 332] реализованного в приборах Bondtester и АД-21Р (см. разд.

2.4.2.2) .

В преобразователях приборов Bondtester используют пьезоэлементы без протекторов. Это исключает плавное ска­нирование, заменяемое перестановкой преобразователя с места на место. Отече­ственный дефектоскоп АД-21Р имеет пре­образователи с защитными протекторами и обеспечивает непрерывное сканирова­ние поверхности ОК. Резонансным мето­дом возможен контроль конструкций со стороны листа толщиной до 5 мм (для алюминиевого сплава), что значительно больше, чем при работе импедансным ме­тодом с использованием изгибных волн. Чувствительность определяется диамет­ром пьезоэлементов. Размер выявляемых дефектов 8 ... 19 мм. В отдельных случаях возможно обнаружение более мелких де­фектов (до 3 мм). Контроль требует при­менения контактной жидкости, причем кривизна поверхности ОК ухудшает воз­можности метода.

Порядок настройки аппаратуры и сведения о ее использовании для контроля прочности клеевых соединений рассмот­рены в разд. 7.5.7.

Если листы имеют разные толщины, особенно если эта разница значительная, возможен контроль импедансным мето­дом, использующим изгибные волны, со стороны листа с меньшей толщиной при условии, что последняя не превышает 2 ...

2,5 мм (для алюминиевого сплава). При­мер такого применения - контроль соеди­нения тонкой обшивки сотового блока лопасти вертолета с более толстым метал­лическим лонжероном.

Контроль клеевых соединений в лис­товых конструкциях, в том числе с числом листов более двух, возможен импеданс­ным методом с использованием продоль­ных волн (см. разд. 2.5.3).

Ультразвуковой метод прохождения (теневой) эффективен для контроля двух­слойных и многослойных конструкций при наличии двустороннего доступа. Его используют в контактном, иммерсионном, струйном или бесконтактном вариантах. В последнем случае применяют преобра­зователи с воздушной связью (в основном для контроля изделий из ПКМ), электро­магнитно-акустические преобразователи (только для ОК с металлическими наруж­ными слоями) или оптические лазерные преобразователи (для любых материалов).

Контроль клеевого нахлесточного со­единения между двумя листами методом прохождения возможен также с односто­ронним доступом к ОК и бесконтактным излучением и приемом УЗ-волн [425, с. 20/161]. В одном из склеенных внахле­стку алюминиевых листов толщиной по

1,6 мм импульсами лазера возбуждали моду а0 волны Лэмба. Для этого оптиче­ским путем на поверхности листа форми­ровали решетку из освещенных лазером параллельных линий, разделенных рас­стояниями 2,1 мм, равными длине волны этой моды в листе (см. разд. 1.2.4). Про­шедшую через нахлесточное соединение волну принимали бесконтактным конден­саторным микрофоном. Помехи устраняли фильтром. Дефекты имитировали введе­нием между листами пленки старого клея, не имеющего адгезии к металлу. Протя­женность моделей дефектов была равна ширине нахлестки (30 мм). Модели дефек­тов резко уменьшали амплитуду сигнала и уверенно выявлялись.

В ВИАМе разработана методика об­наружения эхометодом зон нарушения клеевого соединения обшивок стенок с полками лонжерона крыла спортивного самолета. Полка толщиной 10 мм выпол­нена из углепластика, обшивка стенки толщиной 3 мм - из стеклопластика. Кон­троль со стороны полки ведут дефекто­скопом УД2-12 с прямым совмещенным преобразователем на частоте 2,5 МГц. Контактная жидкость - дистиллированная вода. В зоне доброкачественного соедине­ния на экране наблюдаются два близко расположенных эхосигнала: один от клее­вого шва, другой - от внешней поверхно­сти обшивки. В зоне непроклея первый из этих сигналов резко возрастает, второй - пропадает. Если при увеличении усиления на 4 ... 6 дБ появляется также второй сиг­нал, то это свидетельствует о слабой адге­зии.

Для контроля эхометодом клеевых соединений между стальными или алюми­ниевыми листами толщиной 0,6 ... 3 мм в узлах автомобилей используют установку с описанными в разд. 4.2 катящимися пре­образователями с сухим контактом [403]. Толщина клеевого шва от 0,25 до 5 мм. Информативные эхосигналы от клеевого шва отделяли от многократных отражений в обшивке адаптивными инверсными цифровыми фильтрами. Результаты кон­троля несколько уступают полученным иммерсионным методом на той же частоте 10 МГц, так как в последнем случае при­меняли фокусирующий преобразователь.

Другая задача, решенная с помощью той же установки, - контроль заполнения герметиком зазора между обшивкой и лонжероном крыла самолета фирмы Airbus. Толщина обшивки 10 мм, лонже­рона - 8 мм, слоя герметика - 0,1 мм. Об­щая площадь зоны контроля крыла 16 м2. Применение установки существенно повышает производительность на этой операции по сравнению с проверкой вруч­ную прямым преобразователем. Система обеспечивает контроль площади 1 м2 с разрешением 2 мм менее чем за 15 мин.

В ряде случаев полезно применение и УЗ-реверберационного метода, являюще­гося одним из вариантов метода отраже­ния (см. разд. 2.2.5.4).

Реверберационно-сквозной метод с односторонним или двусторонним досту­пом к ОК также используют для контроля соединения листов [394]. В разд. 7.5.7 описано применение этого метода для контроля усталостных повреждений в на - хлесточном клеевом соединении листов из алюминия и углепластика [425, с. 325/473]. Тот же способ пригоден для обнаружения дефектов склеивания более двух листов. Во всех случаях дефекты со­единения листов вызывают уменьшение критерия SWF и смещают спектр приня­тых импульсов в сторону низких частот.

Комментарии закрыты.