1. IntroductionUltrasonic non-destr

1. Introduction
Ultrasonic non-destructive testing (NDT) techniques were introduced for weld inspection in the 1960s and these have continued to be the major methods for inspection of weld structures in a variety of industries [1], [2], [3] and [4]. In the automotive industry, manual operated A-scan ultrasonic equipment is routinely used for NDT of steel welds and in particular for resistances spot welds to avoid expensive tear down. However, successful use of traditional manual operated A-scan systems requires considerable skill and training. For example; the technique is extremely sensitive to the contact angle of the probe with the component, sometimes making it difficult to distinguish a good weld from a stick weld, especially for some coated high strength steel [2] and [5]. Furthermore, interchangeable probes with different diameters need to be used, to assess compliance with each required weld diameter. As a result, this technique is highly operator oriented and interpretation of the resultant signal requires significant experience [1], [3], [4] and [5].

Resistance spot welding (RSW) of steel is a key joining process for the automotive industry and ultrasonic NDT plays an important role in ensuring vehicle quality. However, driven by legislations and environmental concerns, car manufacturers are increasingly using lightweight materials, like aluminium. Some premier car manufacturers, like Jaguar, Audi have already produced aluminium intensive vehicles [6] and [7]. As a result, resistance spot welding of aluminium is of interest, in particular following the success of recent research carried out by Warwick Manufacturing Group (WMG) [8] and [9]. Although much progress has been made in improving robustness of the RSW aluminium process, an additional requirement for volume production of aluminium intensive vehicles is a ‘reliable and user friendly’ NDT methodology. The present authors have made several attempts, in both laboratory and production environments, to determine aluminium weld nugget size using conventional A-scan. Although these tests were carried out by experienced non-destructive test operators, only 20% accuracy was achieved. This suggested that A-scan NDT used in the industry is limited by the level of expertise required, especially for assessing aluminium welds. The significant differences in physical properties between steel and aluminium mean the key welding process parameters required are different. For example; higher current and weld force are required for a specific aluminium joint stack-up compared to steel; and with particular relevance to any subsequent NDT, electrodes with spherical geometry are preferred for RSW aluminium [10]. As a result, the indentation left after RSW of aluminium is spherical and different from the typical flat indentation that remains after RSW of steel. Therefore, a key consideration for NDT of aluminium spot welds is potential loss of signal returning back to the transducer as a result of the surface indentation curvature.

The use of C-scan systems has been limited by the requirement for full immersion of the component in a water tank, which is not practical for a complete vehicle structure. However, recent advances in the technology have enabled C-scan probes to be developed and work without full immersion. This is achieved in a hand held scanner by use of a special membrane that retains water in a tank containing the transducer, which can be coupled to the component with gel in the same way as traditional A-scan probes. The development of this technology has presented an exciting opportunity to meet some of the challenges encountered by traditional methods, in particular for NDT of aluminium spot welds.

This paper describes a methodology in combination with latest advanced C-scan technology, with an objective of developing a viable NDT technique for volume production. The authors are not non-destructive test experts or indeed trained to a NDT recognised level. However, the ease with which reliable and verifiable results could be obtained using the methods detailed below, is testament to the significant progress in ultrasonic NDT technology.

2. Experimental procedures

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

1. บทนำเทคนิคการอัลตราโซนิกแบบไม่ทำลายการทดสอบ (ผู้) ได้แนะนำสำหรับการตรวจสอบการเชื่อมในปี 1960 และเหล่านี้อย่างต่อเนื่องเป็น วิธีการหลักสำหรับการตรวจสอบโครงสร้างเชื่อมในอุตสาหกรรม [1], [2], [3] และ [4] ในอุตสาหกรรมยานยนต์ ผู้ของรอยเชื่อมเหล็กเป็นประจำใช้คู่มือดำเนินการสแกน A ลตรา และโดยเฉพาะอย่างยิ่ง สำหรับทาน วิธีหลีกเลี่ยงแพงฉีกขาดลง อย่างไรก็ตาม ใช้ประสบความสำเร็จแบบคู่มือดำเนินการสแกน A ระบบต้องมากทักษะและการฝึกอบรม ตัวอย่าง เทคนิคมีสำคัญมากมุมติดต่อของโพรบมีส่วนประกอบ บางครั้งทำให้ยากที่จะแยกแยะเชื่อมดีจากการเชื่อมติด โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับบางเคลือบแข็งแรงเหล็ก [2] และ [5] นอกจากนี้ คลิปปากตะเข้เปลี่ยนกับปัจจุบันแตกต่างกันต้องการใช้ การประเมินสอดคล้องกับแต่ละเส้นต้องเชื่อม เทคนิคนี้คือ ตัวดำเนินเชิงเป็นผลให้ และตีความสัญญาณผลแก่ต้องการความรู้และประสบการณ์ [1], [3], [4] [5]Resistance spot welding (RSW) of steel is a key joining process for the automotive industry and ultrasonic NDT plays an important role in ensuring vehicle quality. However, driven by legislations and environmental concerns, car manufacturers are increasingly using lightweight materials, like aluminium. Some premier car manufacturers, like Jaguar, Audi have already produced aluminium intensive vehicles [6] and [7]. As a result, resistance spot welding of aluminium is of interest, in particular following the success of recent research carried out by Warwick Manufacturing Group (WMG) [8] and [9]. Although much progress has been made in improving robustness of the RSW aluminium process, an additional requirement for volume production of aluminium intensive vehicles is a ‘reliable and user friendly’ NDT methodology. The present authors have made several attempts, in both laboratory and production environments, to determine aluminium weld nugget size using conventional A-scan. Although these tests were carried out by experienced non-destructive test operators, only 20% accuracy was achieved. This suggested that A-scan NDT used in the industry is limited by the level of expertise required, especially for assessing aluminium welds. The significant differences in physical properties between steel and aluminium mean the key welding process parameters required are different. For example; higher current and weld force are required for a specific aluminium joint stack-up compared to steel; and with particular relevance to any subsequent NDT, electrodes with spherical geometry are preferred for RSW aluminium [10]. As a result, the indentation left after RSW of aluminium is spherical and different from the typical flat indentation that remains after RSW of steel. Therefore, a key consideration for NDT of aluminium spot welds is potential loss of signal returning back to the transducer as a result of the surface indentation curvature.ใช้ระบบการสแกน C ได้ถูกจำกัด โดยข้อกำหนดสำหรับแช่เต็มประกอบในถังเก็บน้ำ ซึ่งไม่เหมาะสำหรับโครงสร้างรถเสร็จสมบูรณ์ อย่างไรก็ตาม ความก้าวหน้าล่าสุดในเทคโนโลยีได้เปิดคลิปปากตะเข้แกน C จะ พัฒนา และทำงานโดยไม่ต้องแช่เต็ม นี้ทำในสแกนเนอร์มือถือ โดยใช้เมมเบรนพิเศษที่น้ำในถังที่ประกอบด้วยพิกัด ซึ่งสามารถจะควบคู่กับส่วนประกอบกับเจเดียวเป็น probes แกน A แบบดั้งเดิม ไว้ การพัฒนาเทคโนโลยีนี้ได้นำเสนอโอกาสที่น่าตื่นเต้นจะพบกับความท้าทายที่พบ โดยวิธีการแบบดั้งเดิม โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับผู้วิธีอะลูมิเนียมเอกสารนี้อธิบายวิธีร่วมด้วยล่าสุดเทคโนโลยีขั้นสูงการสแกน C มีวัตถุประสงค์ของการพัฒนาเทคนิคผู้ทำงานได้สำหรับปริมาณการสั่งผลิต ผู้เขียนไม่ใช่ผู้เชี่ยวชาญในการทดสอบแบบไม่ทำลาย หรือแน่นอนผ่านการฝึกอบรมระดับผู้ที่ยัง อย่างไรก็ตาม ที่สามารถได้ผลที่เชื่อถือได้ และพิสูจน์ได้อย่างง่ายดายโดยใช้วิธีการรายละเอียดด้านล่าง เป็นข้อพิสูจน์ถึงความคืบหน้าสำคัญในเทคโนโลยีผู้2 การขั้นตอนที่ทดลอง

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

1. บทนำ
อัลตราโซนิกทดสอบแบบไม่ทำลาย (NDT) ถูกนำมาใช้เทคนิคการตรวจสอบการเชื่อมในปี 1960 และสิ่งเหล่านี้ยังคงเป็นวิธีการที่สำคัญสำหรับการตรวจสอบโครงสร้างการเชื่อมในหลากหลายอุตสาหกรรม [1], [2], [3] และ [4] ในอุตสาหกรรมยานยนต์, คู่มือการดำเนินการสแกนอุปกรณ์อัลตราโซนิกใช้เป็นประจำสำหรับ NDT ของรอยเชื่อมเหล็กและโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับความต้านทานรอยเชื่อมจุดที่จะหลีกเลี่ยงการฉีกขาดลงราคาแพง อย่างไรก็ตามการใช้คู่มือการประสบความสำเร็จของการดำเนินการแบบดั้งเดิมระบบสแกนต้องใช้ทักษะมากและการฝึกอบรม ตัวอย่างเช่น เทคนิคเป็นอย่างมากที่มีความไวต่อมุมสัมผัสของหัวที่มีส่วนประกอบบางครั้งทำให้ยากที่จะแยกแยะความแตกต่างที่ดีจากการเชื่อมเชื่อมติดโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับบางเหล็กความแข็งแรงสูงเคลือบ [2] และ [5] นอกจากนี้โพรบกันกับขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางที่แตกต่างกันจะต้องมีการใช้ในการประเมินการปฏิบัติตามที่มีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางเชื่อมแต่ละที่จำเป็น เป็นผลให้เทคนิคนี้สูงผู้ประกอบการที่มุ่งเน้นและแปลความหมายของผลสัญญาณต้องมีประสบการณ์อย่างมีนัยสำคัญ [1] [3] [4] และ [5]. เชื่อมจุดแนวต้าน (RSW-) เหล็กเป็นกุญแจสำคัญในการเข้าร่วมกระบวนการ อุตสาหกรรมยานยนต์และ NDT อัลตราโซนิกที่มีบทบาทสำคัญในการตรวจสอบคุณภาพรถ อย่างไรก็ตามการขับเคลื่อนด้วยกฎหมายและความกังวลด้านสิ่งแวดล้อมผู้ผลิตรถยนต์มีมากขึ้นโดยใช้วัสดุที่มีน้ำหนักเบาเช่นอลูมิเนียม บางผู้ผลิตรถยนต์ชั้นนำเช่นจากัวร์ออดี้ได้มีการผลิตอลูมิเนียมแล้วยานพาหนะอย่างเข้มข้น [6] [7] เป็นผลให้การเชื่อมจุดความต้านทานของอลูมิเนียมเป็นที่น่าสนใจโดยเฉพาะอย่างยิ่งต่อไปนี้ความสำเร็จของงานวิจัยล่าสุดที่ดำเนินการโดย Warwick ผลิตกรุ๊ป (WMG) [8] และ [9] แม้ว่าจะมีความคืบหน้ามากได้รับการทำในการปรับปรุงความทนทานของกระบวนการ RSW อลูมิเนียม, ความต้องการที่เพิ่มขึ้นสำหรับการผลิตในปริมาณที่เข้มข้นของยานพาหนะเป็นอลูมิเนียม 'ที่เชื่อถือได้และใช้งานง่าย' วิธีการ NDT ผู้เขียนในปัจจุบันได้พยายามอยู่หลายครั้งทั้งในห้องปฏิบัติการและสภาพแวดล้อมการผลิตเพื่อตรวจสอบการเชื่อมอลูมิเนียมนักเก็ตขนาดใช้ธรรมดาสแกน ถึงแม้ว่าการทดสอบเหล่านี้ได้ดำเนินการโดยผู้ประกอบการทดสอบแบบไม่ทำลายประสบการณ์ความถูกต้องเพียง 20% ก็ประสบความสำเร็จ นี้ชี้ให้เห็นว่าการสแกน NDT ที่ใช้ในอุตสาหกรรมจะถูก จำกัด โดยระดับของความเชี่ยวชาญที่จำเป็นโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับการประเมินการเชื่อมอลูมิเนียม ความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญในคุณสมบัติทางกายภาพระหว่างเหล็กและอลูมิเนียมหมายความว่าพารามิเตอร์การเชื่อมที่สำคัญต้องมีความแตกต่าง ตัวอย่างเช่น มีผลบังคับใช้ในปัจจุบันและเชื่อมสูงที่จำเป็นสำหรับอลูมิเนียมที่เฉพาะเจาะจงร่วมสแต็คขึ้นเมื่อเทียบกับเหล็ก และโดยเฉพาะอย่างยิ่งที่มีความเกี่ยวข้องใด ๆ ที่จะตามมา NDT, อิเล็กโทรดที่มีรูปทรงเรขาคณิตทรงกลมเป็นที่ต้องการสำหรับอลูมิเนียม RSW [10] เป็นผลให้การเยื้องเหลือหลังจาก RSW อลูมิเนียมเป็นทรงกลมและแตกต่างจากการเยื้องแบนทั่วไปที่ยังคงอยู่หลังจาก RSW เหล็ก ดังนั้นการพิจารณาที่สำคัญสำหรับ NDT ของรอยเชื่อมจุดอลูมิเนียมคือการสูญเสียที่อาจเกิดขึ้นของสัญญาณกลับกลับไปแปลงสัญญาณเป็นผลมาจากพื้นผิวโค้งเยื้อง. การใช้ระบบ C-สแกนได้ถูก จำกัด โดยความต้องการสำหรับการแช่เต็มรูปแบบขององค์ประกอบใน ถังเก็บน้ำซึ่งไม่ได้ในทางปฏิบัติสำหรับโครงสร้างรถที่สมบูรณ์ อย่างไรก็ตามที่ผ่านมามีความก้าวหน้าในด้านเทคโนโลยีได้เปิดใช้งานยานสำรวจ C-สแกนได้รับการพัฒนาและการทำงานโดยไม่ต้องแช่เต็มรูปแบบ นี่คือความสำเร็จในการสแกนเนอร์มือถือโดยการใช้เมมเบรนพิเศษที่ยังคงมีน้ำในถังที่มีตัวแปลงสัญญาณที่สามารถนำมาคู่กับองค์ประกอบด้วยเจลในลักษณะเดียวกับยานสำรวจแบบดั้งเดิมสแกน การพัฒนาของเทคโนโลยีนี้ได้นำเสนอโอกาสที่น่าตื่นเต้นที่จะตอบสนองความท้าทายที่พบโดยวิธีการแบบดั้งเดิมโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับ NDT ของรอยเชื่อมจุดอลูมิเนียม. กระดาษนี้จะอธิบายวิธีการในการทำงานร่วมกับเทคโนโลยีขั้นสูงล่าสุด C-สแกนโดยมีวัตถุประสงค์ในการพัฒนา เทคนิค NDT ที่ทำงานได้สำหรับปริมาณการผลิต ผู้เขียนไม่ได้ผู้เชี่ยวชาญด้านการทดสอบแบบไม่ทำลายหรือได้รับการฝึกฝนอย่างแน่นอนที่จะได้รับการยอมรับในระดับ NDT อย่างไรก็ตามความสะดวกกับที่ผลการตรวจสอบที่เชื่อถือได้และอาจจะได้รับโดยใช้วิธีการรายละเอียดด้านล่างเป็นเครื่องพิสูจน์ถึงความคืบหน้าอย่างมีนัยสำคัญในด้านเทคโนโลยีล้ำ NDT. 2 ขั้นตอนการทดลอง

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

1 . แนะนำการทดสอบแบบไม่ทำลาย ( NDT )
ด้วยเทคนิคแนะนำสำหรับเชื่อมการตรวจสอบในปี 1960 และเหล่านี้ยังคงเป็นวิธีการหลักที่ใช้ในการตรวจสอบรอยเชื่อมของโครงสร้างในหลากหลายอุตสาหกรรม [ 1 ] , [ 2 ] , [ 3 ] และ [ 4 ] ในอุตสาหกรรมยานยนต์คู่มือการ a-scan ultrasonic อุปกรณ์ตรวจใช้สำหรับเชื่อมเหล็ก NDT ของและโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับความต้านทานจุดเชื่อมเพื่อหลีกเลี่ยงการฉีกขาดราคาแพงลง อย่างไรก็ตาม ความสำเร็จของการใช้แบบดั้งเดิมคู่มือ a-scan ระบบต้องใช้ทักษะมากและการฝึกอบรม ตัวอย่างเช่น ; เทคนิคเป็นอย่างมากที่ไวต่อสัมผัสมุมของตัวคอมโพเนนต์บางครั้งก็ยากที่จะแยกแยะดีจากไม้เชื่อมเชื่อม โดยเฉพาะเหล็กบาง [ แรงเคลือบสูง 2 ] และ [ 5 ] นอกจากนี้ การใช้ที่มีขนาดแตกต่างกันต้องใช้ การประเมินความสอดคล้องกับแต่ละต้องเชื่อมเส้นผ่าศูนย์กลาง ผลเทคนิคนี้ขอผู้ประกอบการที่มุ่งเน้นและการแปลความหมายของสัญญาณซึ่งต้องใช้ประสบการณ์สำคัญ [ 1 ] , [ 2 ] , [ 4 ] และ [ 5 ] .

ต้านทานจุดเชื่อม ( rsw ) เหล็กกุญแจการเข้าร่วมกระบวนการสำหรับอุตสาหกรรมยานยนต์และอัลตราโซนิค NDT มีบทบาทสำคัญในการรับประกันคุณภาพรถยนต์ อย่างไรก็ตาม การขับเคลื่อนโดยความกังวลและกฎหมายด้านสิ่งแวดล้อมผู้ผลิตรถยนต์มีมากขึ้นโดยใช้วัสดุน้ำหนักเบาเช่นอลูมิเนียม บางบริษัทผู้ผลิตรถยนต์ชั้นนำ เช่น จากัวร์ ออดี้ได้ผลิตอะลูมิเนียมที่เข้มข้นและยานพาหนะ [ 6 ] [ 7 ] เป็นผลให้ต้านทานจุดเชื่อมอลูมิเนียมเป็นที่สนใจโดยเฉพาะดังต่อไปนี้ความสำเร็จของการวิจัยล่าสุดที่ดำเนินการโดยกลุ่มการผลิตวอร์วิก ( WMG ) [ 8 ] และ [ 9 ]ถึงแม้ว่าความคืบหน้ามากได้รับการทำในการปรับปรุงความทนทานของ rsw อลูมิเนียมกระบวนการ ความต้องการเพิ่มเติมสำหรับปริมาณการผลิตรถยนต์อลูมิเนียมเข้มข้นเป็นที่เชื่อถือได้และวิธีการ NDT User Friendly ' ผู้เขียนเสนอได้หลายครั้ง ทั้งในห้องปฏิบัติการ และการผลิต ซึ่งการตรวจสอบอลูมิเนียมเชื่อม นักเก็ต ขนาดใช้ a-scan ตามปกติแม้ว่าการทดสอบเหล่านี้ดำเนินการโดยผู้ประกอบการที่มีประสบการณ์แบบไม่ทำลายการทดสอบความถูกต้องเพียง 20% ได้บรรลุแล้ว นี้แสดงให้เห็นว่า a-scan NDT ที่ใช้ในอุตสาหกรรมจะถูก จำกัด โดยระดับของความเชี่ยวชาญที่จำเป็น , โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับการประเมินเชื่อมอลูมิเนียมความแตกต่างในคุณสมบัติทางกายภาพระหว่างเหล็กและอลูมิเนียมหมายถึงกระบวนการสำคัญการเชื่อมพารามิเตอร์ที่ต้องการที่แตกต่างกัน ตัวอย่างเช่น กระแสที่สูงและแรงเชื่อม เป็นเฉพาะอลูมิเนียมร่วมกองขึ้นเมื่อเทียบกับเหล็ก และมีความเกี่ยวข้องใด ๆ โดยเฉพาะ ตามมาด้วย NDT , ลวดทรงกลมเรขาคณิตที่ต้องการสำหรับ rsw อลูมิเนียม [ 10 ] ผลเยื้องซ้ายหลังจาก rsw อลูมิเนียม เป็นทรงกลม และแตกต่างจากทั่วไป แบนการเยื้องที่ยังคงอยู่หลังจาก rsw ของเหล็ก ดังนั้น การพิจารณาที่สำคัญสำหรับ NDT ของรอยเชื่อมอะลูมิเนียมจุดคือการสูญเสียศักยภาพของสัญญาณกลับมา transducer เป็นผลของพื้นผิวการเยื้องระยะความโค้ง .

การใช้ระบบ c-scan ได้ถูก จำกัด โดยความต้องการสำหรับการเต็มรูปแบบขององค์ประกอบในถังเก็บน้ำ ซึ่งเป็นไปไม่ได้ในทางปฏิบัติสำหรับโครงสร้างรถที่สมบูรณ์ อย่างไรก็ตาม ความก้าวหน้าล่าสุดในเทคโนโลยีได้เปิดใช้งาน c-scan probes เพื่องานพัฒนาและไม่มีการแช่อิ่มนี่คือความในมือถือสแกนเนอร์โดยใช้เยื่อแผ่นพิเศษที่ยังคงมีน้ำในถังที่มีตัวแปลงสัญญาณซึ่งสามารถต่อพ่วงกับคอมโพเนนต์กับเจลในลักษณะเดียวกันเป็นง่าม a-scan แบบดั้งเดิม การพัฒนาของเทคโนโลยีนี้ได้นำเสนอโอกาสที่น่าตื่นเต้นที่จะตอบสนองบางส่วนของความท้าทายที่พบโดยวิธีแบบดั้งเดิมโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับ NDT ของรอยเชื่อมอะลูมิเนียมจุด

บทความนี้อธิบายถึงวิธีการในการรวมกันกับ c-scan เทคโนโลยีทันสมัยล่าสุด มีวัตถุประสงค์ของการพัฒนาเทคนิค NDT ได้ปริมาณการผลิต ผู้เขียนไม่ได้เป็นแบบไม่ทำลายการทดสอบผู้เชี่ยวชาญหรือแน่นอนเพื่อการฝึก NDT ) อย่างไรก็ตามเชื่อถือได้และตรวจสอบได้ง่าย ซึ่งผลลัพธ์อาจจะได้รับการใช้วิธีการรายละเอียดด้านล่าง เป็นบทพิสูจน์ถึงความก้าวหน้าที่สำคัญในเทคโนโลยี NDT ultrasonic

2 วิธีการทดลอง