290 / 460
Actual Problems in Machine Building. 2015. N 2
Technological Equipment, Machining
Attachments and Instruments
____________________________________________________________________
290
деталей с лакокрасочными покрытиями. Использование современных вихретоковых преоб-
разователей дает возможность определять качество сварного шва с высокой степенью точно-
сти [4]. Эксперименты, проведенные в рамках данного исследования, показали возможность
оценки однородности материала сварного шва.
Описание устройства
Для исследования свойств сварных швов в образцах титановых сплавов, применялся
разработанный ранее сверхминиатюрный вихретоковый преобразователь (в.т.п.) [5, 6]. Опи-
санная конструкция датчика претерпела определенную модификацию для задач поиска де-
фектов в титановых сплавах. Возбуждающая обмотка сверхминиатюрного преобразователя
состоит из 10 витков, а ее диаметр составляет 0,12–0,13 мм. Измерительная обмотка состоит
из 130 витков и имеет диаметр 0,05–0,08 мм. Для намотки витков используется медная про-
волока сечением 5 мкм. Обмотки наматываются на ферритовый сердечник. Сердечник пред-
ставляет собой пирамиду, высотой 1 мм и основанием 0,2 мм. Измерительная обмотка рас-
полагается на острие пирамиды, что позволяет улучшить локализацию магнитного поля [5].
Характеристики разработанных преобразователей позволяют эффективно локализовать маг-
нитное поле для контроля дефектов от 250 мкм и обеспечивать значительную глубину его
проникновения в исследуемый объект при работе на достаточно низких частотах [6].
Контролируемым параметром является величина электропроводности материала и ее
распределение по поверхности и толщине исследуемого объекта. Вихретоковый преобразо-
ватель подключен к звуковой плате персонального компьютера, работающего под управле-
нием специального программного обеспечения [7].
Использование звуковой платы компьютера дает возможность осуществлять во время
сканирования варьирование частоты электромагнитного поля, создаваемого возбуждающей
обмоткой преобразователя в пределах от 100 Гц до 2 кГц. Варьирование частоты позволяет
изменять глубину проникновения электромагнитного поля в.т.п. в исследуемом объекте.
В данном устройстве опытным путем было подобрано надлежащее напряжение на
возбуждающей обмотке, позволяющее эффективно обнаруживать дефекты сварных швов.
Значение напряжения составило величину порядка 3 В. Модифицированный вихретоковый
преобразователь позволяет эффективно исследовать качество сварки титановых пластин.
Результаты эксперимента и их обсуждение
С целью демонстрации работоспособности предлагаемого устройства проводилась се-
рия измерений на образцах, предоставленных «Алтайским приборостроительным заводом
«Ротор» (г. Барнаул). Образцы представляли из себя пластины из титана, соединенные с по-
мощью сварных швов. Толщина пластин составляла 5 мм. Ширина сварного шва составляла
5 мм.
Калибровка
Измеряемая характеристика – напряжение, индуцируемое полем вихревых токов, воз-
никающих в объекте контроля. Перед началом измерений производилась калибровка датчи-
ка, заключающаяся в определении вносимого напряжения с участка, свободного от дефектов.
Калибровка производилась при различных частотах. При этом производилось варьирование
частоты в диапазоне 500-2000 Гц с шагом в 100 Гц. Дальнейшее сканирование осуществля-
лось путем движения датчика вдоль или поперек сварного шва или поперек области дефек-
тов. В ходе проведения экспериментов было установлено, что оптимальный диапазон частот