1引言
测和非破坏性检测两种方案。破坏性检测主要包括拉伸试验、冲击试验、电寿命试验等，其优点在于可以直观地获得电触头的物理和电学性能参数，缺点在于需要破坏电触头，因此不能进行大批量检测；非破坏性检测主要包括超声检测、电磁检测、红外检测等[1]。 因此，将超声检测方法应用于电触头焊接质量检测，对于扩大检测抽样范围、提高质量管控能力，具有非常重要的价值。本文详细介绍了超声波无
损检测的原理，通过上海和伍建立的SC-100超声检测平台（见图1），研究和探讨了电触点焊接质量与超声检测结果的对应关系，并指出了超声波无损检测的局限性。2超声检测基本原理2.1
基本过程
超声检测电触头的基本过程示意图见图2。首先，超声波探头产生超声波脉冲，通过耦合介质（水）到达被测工件；当超声波脉冲通过被测工件时，由于声阻的不同，在各种不同物质的交界处发生反射和透射，形成反射回波和透射波；超声波探头接收反射回波，并转换成电信号；最终，计算机处
理电信号，显示为波形或图像，得到检测结果。
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作者简介：裘揆（1981-），男（汉族），浙江富阳人，硕士，主要从事超声检测设备的研究。收稿日期：2014-12-04
超声波无损探测技术在低压电器电触头
uv转印胶焊接质量检测中的应用
裘
揆1，张国方1，王
珊1，陈乐生2
（1.上海和伍新材料科技有限公司，上海200240；2.温州宏丰电工合金有限公司，浙江温州325603）
led尾灯摘要：超声无损探测方法是检测低压电器电触头焊接质量的常见方法。本文通过分析超声波无损检测的原理，论述了超声无损检测扫描图像以及钎着率与电触头焊接质量之间的对应关系，并指出了超声波无损检测的局限性。
关键词：超声无损检测；电触头；钎着率；焊接质量中图分类号：TM501+.3；TB559
文献标志码：A
文章编号：1671-8887（2015）01-0012-03
Application of Ultrasonic Nondestructive Detection
Technology in Detecting Low-voltage Electrical
Contact Welding Quality
QIU Kui 1,ZHANG Guo-fang 1,WANG Shan 1,CHEN Le-sheng 2
(1.Shanghai Hiwave Advanced Materials Technology Co.,Ltd.,Shanghai 200240,China;
2.Wenzhou Hongfeng Electrical Alloy Co.,Ltd.,Zhejiang Wenzhou 325603,China )
Abstract :Ultrasonic nondestructive testing is a common method of detecting low-voltage electrical contact welding quality.Through the analysis of the principle of ultrasonic nondestructive testing,the paper further defines the corresponding relationship between the scanning image of ultrasonic nond
estructive testing and the brazed rate and the electric contact ’s welding quality,meanwhile,puts forward the limitations of the ultrasonic nondestructive testing.
Key words :ultrasonic nondestructive deteetion;electrical contact;brazed rate;welding quality
(a)电触头工件
(b)上海和伍SC-100超声检测系统
图1
超声检测应用于电触头工件检测
(a)超声检测电触头
(b)反射回波波形
图2
超声检测电触头基本过程
偏振子2.2
界面状态微波烘箱
焊接界面状态对超声检测的影响见图3。对于电触头工件，Ag 与Cu 的声阻非常接近。在良好状态下，焊接界面均匀致密，反射强度很弱，电信号的幅值很小，如图3中检测点1所示；在缺陷状态下，焊接界面存在分层、气泡等缺陷，反射强度很强，电信号的幅值很大，如图3中检测点2
所示。
图3
焊接界面状态对超声检测的影响
碳纤维尾翼3超声检测的应用
3.1焊接界面的全面检测
为了全面检测电触头焊接界面的状态，超声检测设备沿着蛇形轨迹，对焊接界面逐点扫描，如图4所示。将所有反射回波信号合并，得到一张高分辨率的超声扫描图像。
为了便于分辨出每一点的信号强度，将反射回波信号强度细分成100级。0级代表完全透射，没有反射；100级代表完全反射，没有透射。其中，反射
强度越高的点，颜越亮，表明此处有分层或气泡缺陷；反射强度越低的点，颜越暗，表明无缺陷。图5
是典型的电触头工件的超声扫描图像。
图4
超声检测逐点扫描
图5SC-100实测的超声扫描图像
3.2钎着率与阈值
由于超声扫描图像信息量过大，为了简化判定
标准，通常采用“钎着率”指标。钎着率R b 的计算公式如下[2]：
R b =
A r
A t
其中，A r 为焊接质量良好的焊接界面面积总和，A t 为所有焊接界面面积总和，记为理想结合面积。
但是，在超声检测中，无法检测实际结合强度，只能检测反射回波强度。因此，只能采用超声钎着率指标。选定f t 作为反射回波强度f 的阈值，将f ≤f t 的面积总和A ft 等同于实际结合面积A r 。则超声钎着率R s 计算公式变为：
R s =
A ft
A t退火窑
显然，选择不同的阈值f t 时，A r 的面积发生变化，超声钎着率R s 也会随之变化，如图6所示。通常只能按照经验选择阈值f t
。
图6超声钎着率R s 随阈值f t 的变化
以图5的扫描图像为例，当阈值f t =66.7时，超声钎着率R s =91.7%；当阈值f t =50.0时，超声钎着率R s =83.5%。4
超声检测的局限
超声检测的物理原理，决定了它无法有效检测虚焊状态。超声检测的基础是，只有当不同物质的交界面存在大的声阻差异时，才能产生大的反射回波。但是由于Ag 和Cu 的声阻相差很小，因此，即使是虚焊状态，即界面中没有分层或气泡，反射回波也会很小。此时，超声检测的结果良好，但是实际焊接质量不佳。文献[3]、[4]已就这一问题的深入研究进行了报道。
因此，对于小批量、焊接工艺不稳定的试验性工件，不应仅以超声检测作为判定标准，而应与热疲劳测试、拉伸测试、冲击测试等试验结果相结合。尽管如此，对于大批量生产的工件，超声检测仍不失为一种可靠的检测手段。5
结论
（1）超声无损检测可以在完全不破坏工件的情况下检测低压电器电触头焊接质量。
（2）钎着率是衡量焊接质量好坏的重要标准，
选择不同的阈值得到的钎着率指标有较大差距，因此需要确定合适的阈值。
（3）超声无损检测存在一定的局限性，对虚焊状态的触点无法正确判断其焊接质量，需要配合其他方法进行检测。参考文献：
[1]美国焊接学会钎焊委员会.钎焊手册[M].曹雄夫，译.北京：国防工业出版社,1982.
[2]
杨日胜，王裕文，潘希德，等.低压电器电触头质量检测与评价的研究[C]//中国电工技术学会低压电器专业委员会第十三届学术年会论文集.2007:304-306.[3]王荣，陈乐生，甘可可，等.电阻钎焊银触点钎着率、强度及接触电阻的关系[J].低压电器,2010(4):6-8.
[4]
张鹏.基于金属电极的电工触头电阻钎焊工艺的研究[D].哈尔滨：哈尔滨工业大学,2011.
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