تشخیص ترک و ذوب ناقص در جوشکاری لب به لب قوس الکتریکی به‌وسیله‌ی حسگر صوتی ارزان قیمت

نویسندگان

1 دانشکده فنی و مهندسی، مجتمع آموزش عالی گناباد، گناباد، ایران

doi
10.30494/jndt.2025.495251.1156
چکیده

در این پژوهش، تشخیص ترک و ذوب ناقص در جوش لب به لب صفحات فولادی مورد بررسی قرار گرفته است. این عیوب که از مهم‌ترین معایب جوشکاری محسوب می‌شوند، می‌توانند استحکام و قابلیت اطمینان سازه‌های فلزی را به‌طور چشمگیری کاهش دهند. به‌منظور ارزیابی این موضوع، در مرحله آزمایشگاهی، دو نوع عیب ترک و ذوب ناقص به‌صورت کنترل‌شده و مصنوعی ایجاد شدند. این کار از طریق تغییرات ناگهانی دمای جوشکاری و ولتاژ بر فرایند جوشکاری انجام گرفت. پژوهش‌های پیشین عمدتاً بر استفاده از امواج آلتراسونیک و حسگرهای فرکانس بالا تمرکز داشته‌اند که با پیچیدگی محاسباتی و هزینه‌های بالا همراه هستند. در مقابل، روش پیشنهادی در این مطالعه با بهره‌گیری از ویژگی‌های امواج الاستیک منتشر شده در صفحات فولادی، رویکردی ساده‌تر و کم‌هزینه‌تر ارائه می‌دهد. در این روش، به‌منظور کاهش اثرات عوامل محیطی و حجم محاسبات، داده‌برداری در بازه فرکانسی محدودی انجام شد که امکان پایش دائمی اتصالات را نیز فراهم می‌کند. برای تشخیص و تفکیک عیوب ترک و ذوب ناقص، انرژی سیگنال‌ها و پارامترهای آماری مرتبه بالا از جمله گشتاورهای آماری مرتبه سوم و چهارم مورد تحلیل قرار گرفته‌اند. نتایج حاصل از آزمایش‌ها نشان داد که نسبت مقادیر انرژی سیگنال و گشتاورهای آماری در نمونه‌های دارای ترک نسبت نمونه‌های سالم به ترتیب 125%، 394% و 53% افزایش یافته است. در حالی که در نمونه‌های دارای عیب ذوب ناقص، این نسبت‌ها به ترتیب 76%، 28% و 86% گزارش شده‌اند. این نتایج نشان می‌دهند که روش پیشنهادی با کاهش پیچیدگی محاسباتی، می‌تواند به عنوان ابزاری کارآمد برای شناسایی غیرمخرب عیوب در اتصال‌های جوشکاری مورد استفاده قرار گیرد.