一种焊缝检测探头以及检测方法

1.本发明属于焊接设备技术领域，具体涉及一种焊缝检测探头以及检测方法。


背景技术：

2.目前应用于板材焊缝缺陷的常用检测技术主要为射线检测，但是射线检测对平面缺陷的检测灵敏度较低，如当射线方向与平面缺陷(如裂纹)垂直时很难检测出来，且射线检测成本高，速度慢。而由于焊缝可能存在微小的起伏，常用检测设备很难保持在最佳检测角度上，最终会导致检测结果不准确。


技术实现要素：

3.本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种焊缝检测探头，结构简单，且能够快速且精确地测出焊缝缺陷，本发明还提供一种焊缝检测方法。
4.本发明提供的一种焊缝检测探头，包括探头主体和支架，所述探头主体的端部连接有磁场传感器，用于检测焊缝缺陷；所述支架浮动连接在探头主体的两侧，用于支撑在形成焊缝的两侧板件上，以使探头主体以设定角度接触焊缝。
5.优选的，所述支架上设有通孔，所述支架的两个支撑脚设置在所述通孔的两侧，所述探头主体穿设在通孔中，所述支撑脚和探头主体之间通过弹性件浮动连接。
6.优选的，所述通孔的截面形状为四边形，所述通孔中与支撑脚相邻的两侧边缘和探头主体之间存在间隙，所述弹性件连接在该两侧边缘与探头主体之间。
7.优选的，所述通孔中不与支撑脚相邻的两侧边缘和探头主体的侧面贴合。
8.优选的，所述支架呈弧形片状结构，通孔位于弧形片状结构的中部，弧形片状结构的两端向通孔的同一侧弯折，从而形成支撑脚。
9.优选的，所述探头主体包括探测部和连接部，探测部和连接部连为一体，探测部位于支架中设有支撑脚的一侧，端部连接有所述磁场传感器；连接部位于支架的另一侧，用于通过弹性件连接支架，所述支架在手持推动下带动焊缝检测探头整体沿焊缝移动。
10.优选的，所述探测部的一端部设有凹槽，凹槽的深度大于磁场传感器的厚度，所述磁场传感器嵌合连接于所述凹槽底部。
11.优选的，焊缝检测探头还包括激励装置，用于在焊缝处产生磁场，以使磁场传感器通过焊缝处磁场检测焊缝缺陷；探头主体的内部设有空置区，空置区内部用于容纳接线以及激励装置，空置区的一端连通磁场传感器，另一端沿探头主体的长度方向贯穿探头主体。
12.本发明提供一种焊缝检测方法，采用上述的焊缝检测探头进行检测，所述方法包括以下步骤：将焊缝检测探头支架支撑在形成焊缝的两侧板件上，通过操纵探头主体以使探头主体的端部以设定角度接触焊缝；沿所述焊缝推动支架，通过位于焊缝上方的磁场传感器获取焊缝缺陷数据。
13.优选的，所述设定角度为80
°
～90
°
。
14.本发明中的焊缝检测探头，包括探头主体和支架，探头主体的端部连接有磁场传
感器，用于检测焊缝缺陷。本发明采用的磁场传感器利用缺陷处磁导率和正常工件磁导率存在不同进行检测，相比于射线检测方式来说，灵敏度更高，且受到方向限制的情况更少，因此检测速度更快，还有成本低廉的优势。焊缝检测探头的支架浮动连接在探头主体的两侧，用于支撑在形成焊缝的两侧板件上，以使探头主体以设定角度接触焊缝，使探头整体更加稳定，避免焊缝起伏导致探头偏移，不仅保证缺陷检测的准确性，还无需人工对探头位置进行调整，进一步提高检测效率。
附图说明
15.图1是本发明实施例1中焊缝检测探头的主视结构示意图；
16.图2是本发明实施例1中焊缝检测探头的侧视结构示意图；
17.图3是本发明实施例1中焊缝检测探头的立体结构示意图。图中：1、探头主体；11、探测部；12、连接部；13、空置区；2、支架；21、通孔；22、支撑脚；23、弹性件；24、间隙；3、磁场传感器；4、挂环。
具体实施方式
18.下面将结合本发明中的附图，对发明中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的范围。
19.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示方位或位置关系是基于附图所示的方位或者位置关系，仅是为了便于和简化描述，而并不是指示或者暗示所指的装置或者元件必须设有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
20.在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或者暗示相对重要性。
21.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“设置”、“安装”、“固定”等应做广义理解，例如可以是固定连接也可以是可拆卸地连接，或者一体地连接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
22.实施例1
23.如图1至图3所示，本实施例的焊缝检测探头，包括探头主体1和支架2，探头主体1的端部连接有磁场传感器3，用于检测焊缝缺陷；支架2浮动连接在探头主体1的两侧，用于支撑在形成焊缝的两侧板件上，以使探头主体1以设定角度接触焊缝。
24.本实施例采用的磁场传感器3利用缺陷处磁导率和正常工件磁导率存在不同进行检测，相比于射线检测方式来说，灵敏度更高，且受到方向限制的情况更少，因此检测速度更快，还有成本低廉的优势，可以选用市面上可见的隧道磁阻传感器。支架2能使探头主体1以设定角度接触焊缝，使探头整体更加稳定，避免焊缝起伏导致探头偏移，不仅保证缺陷检测的准确性，还无需人工对探头位置进行调整，进一步提高检测效率。本实施例提供了一种新型的快速精确的无损检测探头，可以在保障快速检测的同时能够对焊缝中的裂纹有更好
的检测效果。
25.本实施例中，支架2结构相对于探头主体1对称，设定角度是指探头主体1与焊缝垂直，或保持于80
°
～90
°
，在其他实施方式中，也可以通过改变支架2的结构来实现其他设定角度检测。本实施例的探头可以用于角焊缝、对接焊缝等各类焊缝的缺陷检测。
26.本实施例中，支架2上设有通孔21，支架2的两个支撑脚22设置在通孔21的两侧，探头主体1穿设在通孔21中，即探头主体1两侧的支撑脚22为一体结构，因此在支撑于焊缝两侧板件上时更加稳定，能够起到更好的支撑效果。支撑脚22和探头主体1之间通过弹性件23浮动连接。本实施例中，弹性件23为弹簧，通过弹簧使支架2和探头主体1之间存在一定的浮动量，可以适应焊缝的起伏以及板材本身的起伏，同时还能用于不同高度、宽度的焊缝，适用范围更广。
27.探头工作时，将探头主体1的端部贴合焊缝，并使磁场传感器3位于待检测焊缝上方，支架2的两支撑脚22位于焊缝两侧的板材上。探头主体1的两侧对称设有挂环4，支架2上也设有对称的挂环4，两个弹性件23对称设置在探头主体1的两侧，一端连接探头主体1上的挂环4，另一端连接支架2上的挂环4。探头主体1由弹性件23提供拉力，由支架2保持直立状态，受推动沿焊缝方向前进。探头主体1和支架2一般选用耐磨耐腐蚀且绝缘的尼龙材料，两支撑脚22的间距一般为8cm～15cm，跨越焊缝两侧即可，两支撑脚22的间距一般为探头主体1宽度的3～5倍。
28.本实施例中，通孔21的截面形状为四边形，通孔21中与支撑脚22相邻的两侧边缘和探头主体1之间存在间隙24，弹性件23连接在该两侧边缘与探头主体1之间。由于间隙24的存在，探头主体1可以在支架2中左右摆动，即便焊缝存在起伏，也能保证探头主体1的端部和焊缝能够紧密贴合，且磁场传感器3始终位于焊缝正上方，在沿焊缝推动时，保障快速检测的同时能够对焊缝中的裂纹有更好的检测效果。
29.本实施例中，通孔21中不与支撑脚22相邻的两侧边缘和探头主体1的侧面贴合，这种设置结构在沿焊缝方向上对探头主体1进行限位，避免沿焊缝推动时，探头主体1前后摆动。
30.本实施例中，支架2呈弧形片状结构，通孔21位于弧形片状结构的中部，弧形片状结构的两端向通孔21的同一侧弯折，从而形成支撑脚22，流畅的弧形结构可以使两个支撑脚22一体成型，并通过简单弯折就可得到，且弧形转折的强度比直角转折的强度更好。
31.本实施例中，探头主体1包括探测部11和连接部12，探测部11和连接部12连为一体，探测部11位于支架2中设有支撑脚22的一侧，端部连接有所述磁场传感器3；连接部12位于支架2的另一侧，用于通过弹性件23连接支架2，所述支架2在手持推动下带动焊缝检测探头整体沿焊缝移动。工作时，手扶支架2，使支撑脚22位于焊缝两侧的板件上，探头主体1受弹性件23的向下拉力，紧密贴合焊缝，随后推动支架2，探头主体1被支架2推动前进。探头主体1只受到弹簧垂直焊缝向下的合力和支架沿焊缝向前的推力。用于连接弹性件23的挂环设置在连接部12上。
32.本实施例中，探测部11的一端部设有凹槽，凹槽的深度大于磁场传感器3的厚度，磁场传感器3嵌合连接于所述凹槽底部，因此探测部11贴合于焊缝上时，磁场传感器3位于焊缝正上方。
33.本实施例中，焊缝检测探头还包括激励装置，用于在焊缝处产生磁场，以使磁场传
感器3通过焊缝处磁场检测焊缝缺陷；激励装置为市面上常规的用于产生磁场的装置，通常包括有u型磁芯和缠绕在磁芯上的线圈，其具体结构以及作用原理均为常规知识，在此不做赘述。
34.探头主体1的内部设有空置区13，空置区13内部用于容纳接线以及激励装置，空置区13的一端连通磁场传感器3，另一端沿探头主体1的长度方向贯穿探头主体1。磁场传感器3的接线可以穿过空置区13与其他数据接收设备相连，空置区13的大小尺寸可以根据接线情况进行选定，在此不做赘述。
35.实施例2
36.本实施例提供一种焊缝检测方法，采用实施例1中的焊缝检测探头进行检测，方法包括以下步骤：
37.将焊缝检测探头的支架2支撑在形成焊缝的两侧板件上，通过操纵探头主体1以使探头主体1的端部以设定角度接触焊缝；沿焊缝推动支架2，通过位于焊缝上方的磁场传感器3获取焊缝缺陷数据。
38.本实施例中，支架2的两个支撑脚22相对于探头主体1对称设置，因此两个支撑脚22支撑在焊缝两侧板件上时，探头主体1的端部垂直于焊缝，进行检测时，最佳的检测角度，即设定角度为80
°
～90
°
，在其他实施方式中，也可以通过改变支撑脚22的结构、与探头主体1之间的角度等实现其他设定角度的检测。
39.可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种焊缝检测探头，其特征在于：包括探头主体(1)和支架(2)，所述探头主体(1)的端部连接有磁场传感器(3)，用于检测焊缝缺陷；所述支架(2)浮动连接在探头主体(1)的两侧，用于支撑在形成焊缝的两侧板件上，以使探头主体(1)以设定角度接触焊缝。2.根据权利要求1所述的焊缝检测探头，其特征在于：所述支架(2)上设有通孔(21)，所述支架(2)的两个支撑脚(22)设置在所述通孔(21)的两侧，所述探头主体(1)穿设在通孔(21)中，所述支撑脚(22)和探头主体(1)之间通过弹性件(23)浮动连接。3.根据权利要求2所述的焊缝检测探头，其特征在于：所述通孔(21)的截面形状为四边形，所述通孔(21)中与支撑脚(22)相邻的两侧边缘和探头主体(1)之间存在间隙(24)，所述弹性件(23)连接在该两侧边缘与探头主体(1)之间。4.根据权利要求3所述的焊缝检测探头，其特征在于：所述通孔(21)中不与支撑脚(22)相邻的两侧边缘和探头主体(1)的侧面贴合。5.根据权利要求2所述的焊缝检测探头，其特征在于：所述支架(2)呈弧形片状结构，通孔(21)位于弧形片状结构的中部，弧形片状结构的两端向通孔(21)的同一侧弯折，从而形成支撑脚(22)。6.根据权利要求5所述的焊缝检测探头，其特征在于：所述探头主体(1)包括探测部(11)和连接部(12)，探测部(11)和连接部(12)连为一体，探测部(11)位于支架(2)中设有支撑脚(22)的一侧，端部连接有所述磁场传感器(3)；连接部(12)位于支架(2)的另一侧，用于通过弹性件(23)连接支架(2)，所述支架(2)在手持推动下带动焊缝检测探头整体沿焊缝移动。7.根据权利要求6所述的焊缝检测探头，其特征在于：所述探测部(11)的一端部设有凹槽，凹槽的深度大于磁场传感器(3)的厚度，所述磁场传感器(3)嵌合连接于所述凹槽底部。8.根据权利要求1所述的焊缝检测探头，其特征在于：还包括激励装置，用于在焊缝处产生磁场，以使磁场传感器(3)通过焊缝处磁场检测焊缝缺陷；探头主体(1)的内部设有空置区(13)，空置区(13)内部用于容纳接线以及激励装置，空置区(13)的一端连通磁场传感器(3)，另一端沿探头主体(1)的长度方向贯穿探头主体(1)。9.一种焊缝检测方法，其特征在于，采用权利要求1至8中任一项所述的焊缝检测探头进行检测，所述方法包括以下步骤：将焊缝检测探头的支架(2)支撑在形成焊缝的两侧板件上，通过操纵探头主体(1)以使探头主体(1)的端部以设定角度接触焊缝；沿所述焊缝推动支架(2)，通过位于焊缝上方的磁场传感器(3)获取焊缝缺陷数据。10.根据权利要求9所述的焊缝检测方法，其特征在于：所述设定角度为80
°
～90
°
。

技术总结
本发明公开了一种焊缝检测探头，包括探头主体和支架，所述探头主体的端部连接有磁场传感器，用于检测焊缝缺陷；所述支架浮动连接在探头主体的两侧，用于支撑在形成焊缝的两侧板件上，以使探头主体以设定角度接触焊缝。本发明的焊缝检测探头结构简单，且能够快速且精确地测出焊缝缺陷，本发明还提供一种焊缝检测方法。法。法。


技术研发人员：王宇欣 姚琳 李伟 高宇 袁新安 马迎兵 董安 赵建明 郑岳山 郭利峰 张耀春
受保护的技术使用者：中国石油大学（华东）
技术研发日：2023.03.30
技术公布日：2023/7/21