بررسی غیر تخریبی مواد افزودنی مصنوعی بر اساس معیارهای پراش التراسونیک
چکیده
به‌منظور بهبود قابلیت آزمون التراسونیک برای مواد افزودنی تولیدی، مقدار آماره های آستانه برای محاسبه محدوده اطمینان آزمایش صداهای ساختاری استفاده شد که می توانند به‌عنوان آستانه های مستقل از زمان برای تقسیم-بندی تصویر التراسونیک c-scan مورد آزمایش قرار گیرد. یک نمونه استیل زنگ نزن 316L ساخته‌شده توسط ذوب انتخابی با پرتو لیزر برای اندازه گیری پراش التراسونیک با یک مبدل متمرکز استفاده شد. با مقایسه آستانه ثابت مورداستفاده در تقسیم‌بندی تصویر C-scan سنتی، آستانه مستقل از زمان می تواند به‌طور مؤثری شکاف در پژواک را از پیش زمینه صدای ساختاری تشخیص دهد. اندازه گیری میکروسکوپ نوری حاصل نشان داد که روش حاضر می تواند از هرگونه نقص در شناسایی و مثبت بودن کاذب اجتناب کند.
1. مقدمه
بخش های اضافی تولیدشده (AM) می توانند از طریق فرایند ذوب انتخابی با پرتو لیزر (SLM) تولید شوند که خصوصیات مکانیکی نامطلوب قابل‌توجهی نسبت به قطعات ریخته گری معمولی دارند (1). بااین‌وجود، شکاف های ماکروسکوپی (مانند حفرات مجزا، شکاف ها و نبود اتصال) می توانند خصوصیات مکانیکی مواد فلزی زائد ساخته‌شده SLM را تخریب کند (2). بر اساس استانداردهای بالای امنیتی، تضمین کیفیت با استفاده از بازرسی اولتراسونیک ادامه می یابد. Rieder و همکاران، (1) و Lévesque و همکاران (3) روش های بازرسی آنلاینی را برای مواد AM به ترتیب با استفاده از مبدل تماسی زیر بستر ساخته‌شده و لیزر غیر تماسی التراسونیک ارائه دادند. روش های بازرسی آفلاین نیز از طریق آرایش فازی (1) و روشC-scan رایج توسعه‌یافته‌اند (2). بااین‌وجود، بازرسی اولتراسونی مواد AM هنوز به‌عنوان یک چالش مطرح است چون وقتی پژواک از شکاف انعکاس می یابد درزها آشکار نمی شوند و توسط صداهای ساختاری نامطلوب در شکل موج اولتراسونیک مخفی می مانند. صدای ساختاری به‌عنوان سیگنال backscattering التراسونیک شناخته می شود که دارای امواج پراکنده منسجم است که به پشت مبدل در سمت مخالف موج التراسونیک مهاجرت می کنند (4). پراکندگی موج التراسونیک ناشی از تفاوت امپدانس صوتی موجود بین محیط انتشار، اثر مخرب قابل‌توجهی بر کاربردهای آزمایشی غیر تخریبی دارد (5). به‌منظور دستیابی به کیفیت بهتر آزمون، صدای ساختاری التراسونیک یک موضوع تحقیقی پویا برای دهه گذشته است (6). علاوه بر این، این واقعیت که سیگنال backscattering التراسونی حامل اطلاعات مهمی درزمینهٔ ژئومتریک و خصوصیات کشسانی ریزساختارهای مواد است که منجر به افزایش علاقه‌مندی به معیارهای پراش التراسونی و مدل‌سازی می شود (7).
ABSTRACT
To improve ultrasonic testing capability for additively manufactured materials, extreme value statistics is employed to calculate the experimental confidence bounds of structural noise, which can be treated as time-dependent thresholds for ultrasonic C-scan image segmentation. A 316L stainless steel sample manufactured by selective laser melting is used for ultrasonic scattering measurements with a focused transducer. Compared with the fixed threshold used in the traditional C-scan image segmentation, the time-dependent threshold can effectively distinguish the flaw echoes from the background of structural noise. The optical microscopy measurement results show that the present method can avoid both missed detections and false positives.
1. Introduction
Additively manufactured (AM) parts can be produced by selective laser melting (SLM) process with mechanical properties comparable to those of conventional cast parts [1]. However, the macroscopic flaws (e.g. isolated pores, cracks, and lacks of fusion) can destroy the mechanical properties of SLM additively manufactured metallic material [2]. To comply with the high safety standards, quality assurance is pursued using ultrasonic inspection. Rieder et al. [1] and Lévesque et al. [3] have presented online inspection methods for AM materials using contact transducer underneath the build-platform and non-contact laser ultrasonics, respectively. The offline inspection methods are also developed with phased array [1] and conventional C-scan approach [2]. However, the ultrasonic inspection for AM materials is still a challenge because flaws will go undetected when the reflected echoes from the flaws are hidden by undesirable structural noise in ultrasonic waveforms. The structural noise is known as the ultrasonic backscattering signal, which is constituted by coherent scattering waves travelling back to the transducer in the opposite direction of the incident ultrasonic wave [4]. The scattering of ultrasonic wave is caused by acoustic impedance differences existing within the propagation medium, which has a significant detrimental effect on nondestructive testing applications [5]. Due to the need to achieve better testing quality, the ultrasonic structural noise has been an active research topic for the past decade [6]. Moreover, the fact that the ultrasonic backscattering signal carries important information on the geometric and elastic properties of the material microstructure, which leads to intensified interest in ultrasonic scattering measurements and modeling [7]
چکیده
1. مقدمه
2. روش
3. آزمایش ها
3.1 آماده سازی
3.2. معیارهای التراسونیک
3.3. تحلیل و بحث
4. خلاصه
ABSTRACT
1. Introduction
2. Method
3. Experiments
3.1. Preparations
3.2. Ultrasonic measurements
3.3. Analysis and discussions
4. Summary
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت ورد (word) با قابلیت ویرایش، بدون آرم سایت ای ترجمه
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت pdf، بدون آرم سایت ای ترجمه