【正文】 率渦流測試方法 [J]．輕合金加工技術(shù)， 1996， (3)：33 [23] 徐可北 ,周俊華 .渦流檢測 [M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2022. [24] Leonard A J,Lockyer S A. Flaws in friction stir welds[A].4th International Symposium on Friction Stir Welding. Park City,Utah,USA,2022:1416 [25] 王訓(xùn)宏 ,王快社 ,楊日勝 .攪拌摩擦焊縫變?nèi)肷浣浅暉o損檢測研究 [J]．熱加工工藝 ,2022,35(7):6265. [26] Neil Resolution Inductive Sensor Arrays For Material And Defect Characterization of Welds[P].US petant： US6995557 B2， 20220207. [27] Neil For Characterizing Coating And Substrates[P].US petant： US6377039 B1， 20220423. [28] Neil J. Goldfine, et al. Friction Stir Weld Inspection Through Conductivity Imaging Using Shaped Field MWM174。并且對接斜面 的對接角越小，焊縫電導(dǎo)率最低值越低。 （ 2） CZ態(tài)與 M態(tài) LY12 對接的未焊透焊縫的電導(dǎo)率分布并不像 CZ態(tài)對接焊縫那樣焊縫兩側(cè)電導(dǎo)率呈對稱分布的特征，這類焊縫位于焊縫中心兩側(cè)的母材和其它組織區(qū)域都存在電導(dǎo)率的高低差異。在低電導(dǎo)區(qū)的兩端會出現(xiàn)對稱的電導(dǎo)率微小峰值，這兩個峰值意味著動態(tài)結(jié)晶區(qū)向熱機(jī)影響區(qū)的過渡。通過圖 314和圖 315兩種不同方位未焊透焊縫的未焊透區(qū)域組織微觀形貌圖，可以看出兩種焊縫在該區(qū)域的組織有著一致性，而該未焊透區(qū)域正是影響渦流滲透的主要區(qū)域，因而可以得出導(dǎo)致這兩種焊縫電導(dǎo)率分布不同的主要因素是兩種焊縫未焊透方位的不同。在焊縫的未焊透處，影響自由電子運(yùn)動的區(qū)域在體積上達(dá)到最大值，從而使得在該處會出現(xiàn)電導(dǎo)率的最低值。在焊縫的另一側(cè)，電導(dǎo)率的分布與有未焊透的直角對接焊縫電導(dǎo)率分布相似。由于 CZ一側(cè)組織變化與同種 CZ材料對接焊縫相似，其電導(dǎo)率分布規(guī)律也與同種 CZ材料對接焊縫相似。 圖 39為 CZ態(tài)與 M態(tài) LY12鋁合金對接焊縫焊核區(qū)下部的未焊透區(qū)域組織的微觀形貌。在 M態(tài)的焊縫一側(cè)，焊縫從低電導(dǎo)率區(qū)上升到最高電導(dǎo)率值后，就幾乎不發(fā)生電導(dǎo)率的變化。表 32是不同深度未焊透接頭的焊縫中心的電導(dǎo)率對比，同樣可以看出，未焊透越深，焊縫中心電導(dǎo)率越南昌航空大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 13 低。 圖 35 未焊透區(qū)域附近的微觀組織形貌 厚度對電導(dǎo)率的影響 LY12 鋁合金板材不同厚度的電導(dǎo)率值測量結(jié)果如表 31 所示。從兩種不同深度的未焊透試樣的電導(dǎo) 率分布對比，可以發(fā)現(xiàn)未焊透深度越深，焊縫中心的電導(dǎo)率會越低。 (a) 焊核 (b)熱機(jī)影響區(qū) (c)熱影響區(qū) (d )母材 南昌航空大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 11 圖 32 攪拌摩擦焊接頭各組織區(qū)域微觀形貌 通過無缺陷處焊縫橫截面方向電導(dǎo)率分布以及結(jié)合組織對電導(dǎo)率分布的影響，可知焊縫中心的動態(tài)再結(jié)晶區(qū)對應(yīng)著焊縫中心的低電導(dǎo)率區(qū)域，動態(tài)結(jié)晶區(qū)兩側(cè)的微小峰值意味著動態(tài)結(jié)晶區(qū)向著熱機(jī)影響區(qū)的過渡，兩側(cè)較為遠(yuǎn)離焊縫的電導(dǎo)率一直降低的區(qū)域?qū)?yīng)著熱影響區(qū)。綜合上述因素，熱機(jī)影響區(qū)在整個焊縫接頭區(qū)表現(xiàn)出很高的電導(dǎo)率。因此，這部分材料發(fā)生了較大程度的彎曲變形，并且局部區(qū)域在熱循環(huán)的作用下發(fā)生 回復(fù)反應(yīng) ，在板條狀組織內(nèi)形成了回復(fù)組織，見圖 32（ b）。焊核區(qū)位于接頭的中心，該區(qū)由于受到攪拌針的強(qiáng)烈攪拌作用，經(jīng)歷了較高溫度的熱循環(huán)，組織發(fā)生動態(tài)再結(jié)晶，由母材原始的板條狀組織 (圖 32（ d） )轉(zhuǎn)變?yōu)榧?xì)小的再結(jié)晶組織（圖 32（ a））。 表 23 Keller試劑化學(xué)成分 試劑名稱 H2O HNO3 HCl HF 含量 /ml 3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析 CZ態(tài) LY12對接焊縫的電導(dǎo)率分布 圖 31是 CZ態(tài) LY12鋁合金攪拌摩擦焊對接接頭無缺陷處，焊縫橫向的電導(dǎo)率分布。 選用異種狀態(tài) LY12 鋁合金板作為材料，進(jìn)行異種材料的攪拌摩擦焊對接，制備一條背面具有未焊透的檢測試樣。攪拌頭轉(zhuǎn)速為 750n/min,焊接速度為 60mm/min,焊接時軸肩后端面下壓量控制在 。在焊接過程中，攪拌針的形狀、攪拌頭傾斜角、 軸肩下壓量直接影響到接頭的成型質(zhì)量。 表 21 試驗(yàn)使用 LY12鋁合金化學(xué)成分 化學(xué)元素 Cu Mg Mn Si Fe 含量（ w/%） ～ ～ ～ ≤ ≤ 南昌航空大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 7 表 22 不同狀態(tài)的 LY12鋁合金的電導(dǎo)率及硬度 狀態(tài) 電導(dǎo)率 %IACS 電導(dǎo)率 MS/m 洛氏硬度 HRB M ～ ～ CZ ～ ～ 63～ 82 CS ～ ～ 76～ 86 試驗(yàn)采用的攪拌摩擦焊機(jī)由 X53K 型立式銑床改裝。試驗(yàn)使用用渦流電導(dǎo)儀測量攪拌摩擦焊焊接 接頭的電導(dǎo)率，結(jié)合金相分析，找出焊縫組織與電導(dǎo)率的關(guān)系，測量 FSW 焊接缺陷的形貌特征對渦流法檢測電導(dǎo)率的影響，并得出攪拌摩擦焊近表面未焊透特征與渦流電導(dǎo)率分布的規(guī)律。此后， Neil Goldfine等人 [28]與NASA及洛克希德馬丁公司合作，利用為他們設(shè)計的專用 MWM陣列探頭及 焊縫缺陷電導(dǎo)率分布特征對航天飛機(jī)外儲箱的 FSW焊縫進(jìn)行了缺陷的檢測，收到良好的效果，尤其是對未焊透缺陷， MWM陣列探頭技術(shù)成為有效的探測工具。 (a) (b) 圖 13 焊縫橫截面方向的無缺陷的 FSW 焊縫近表面電導(dǎo)率分布圖（ a） 和含 厚未焊透缺陷的近表面電導(dǎo)率分布圖（ b） 在 Neil Goldfine[27]的試驗(yàn)中，對于同種材料無缺陷 FSW焊縫來說焊縫根部近表面的電導(dǎo)率分布，在動態(tài)再結(jié)晶區(qū)對應(yīng)的位置，即焊縫中間部位有著一個較寬的、電導(dǎo)率相對較低的且與 DXZ在焊根寬度相當(dāng)?shù)膮^(qū)域，同時在偏離該區(qū)域中心還存在一個電導(dǎo)率的最小值，而在 DXZ對應(yīng)的低電導(dǎo)區(qū)域的兩端會出現(xiàn) 對稱的電導(dǎo)率的峰值，這兩個峰值意味著 DXZ組織向熱機(jī)影響區(qū)的過渡；對于同種材料 FSW有未焊透缺陷的焊縫的電導(dǎo)率分布，其 DXZ對應(yīng)的那個低電導(dǎo)率區(qū)域的寬度就會明顯的變小，如果此時還有平面型缺陷的出現(xiàn)的話，在焊縫中心位置就會出現(xiàn)一個十分明顯的電導(dǎo)率的陡降。 近期在國外，一些學(xué)者已經(jīng)開始嘗試?yán)秒妼?dǎo)率的測量來對攪拌摩擦焊接頭質(zhì)量南昌航空大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 5 進(jìn)行評估。結(jié)果表明，高分辨率超聲發(fā)射法對攪拌摩擦焊接頭微細(xì)缺陷有較好的檢測能力，并研究了采用變?nèi)肷浣浅暦瓷浞ń鉀Q攪拌摩擦焊焊縫區(qū)不同取向缺陷的無損檢測。對于鋁合金板材，當(dāng)厚度小于渦流的有效滲透深度時，受板材厚度的限制，渦流在板材中的分布不再遵循無窮大導(dǎo)電介質(zhì)中的分布規(guī)律，因此對檢測線圈的反作用磁場發(fā)生變化，導(dǎo)致渦流電導(dǎo)儀指示的電導(dǎo)率并不相同。渦流電導(dǎo)儀是無損檢測鋁合金板材電導(dǎo)率的常用儀器，操作簡單，測試可靠，不需要特殊加工試樣，僅在試件的 自然表面上找出一個能