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近年来，激光超声波在冷喷涂增材制造 (AM) 中的应用引起了广泛关注，尤其是它在增强复杂金属部件质量控制方面的作用。冷喷涂是一种固态涂层技术，以其高沉积速率而闻名，适合大规模 AM 应用。然而，质量控制仍然是一个挑战。 Daniel Levesque 博士等人撰写的论文“冷喷涂增材制造部件的激光超声波检查”全面回顾了激光超声波在检查冷喷涂制造部件中的应用。这种非接触式技术对于在线实施特别有吸引力，可在增材制造过程中精确检测缺陷。本文探讨了几种用于检查冷喷涂样品的方法。主要发现包括使用激光超声波检测冷喷涂层中的孔隙率和缺陷。合成孔径聚焦技术 (SAFT) 被证明可有效重建表面下缺陷和粘合完整性变化的图像。本文还重点介绍了成功使用激光超声波冲击波评估冷喷涂沉积物和基材界面的结合强度。 重要的是，本文与 Tecnar 在推进冷喷涂技术方面的持续努力相一致。2024 年底，Tecnar 交付了专为冷喷涂制造单元设计的交钥匙激光超声波系统。该系统在提高冷喷涂增材制造工艺的检测和质量控制能力方面发挥着至关重要的作用，确保生产的部件具有更高的可靠性和结构完整性。 论文链接（英文） […]
前言 在不断发展的经济中，钢管和管材制造商正面临着前所未有的压力，这些压力来自于不断提高的客户期望、激烈的竞争、错综复杂的供应链和快速上升的通货膨胀。同时公司需要不断寻求降低成本、改善质量控制和提高生产率的方法，也承受了相当大的内部压力。 谋定而动 诸事皆变 为了应对这种不可预测性，制造商必须从最初的生产阶段就准确控制产品的特性和质量。 例如，想象一下如果能够尽早发现钢坯加热不均匀、难以避免的工具磨损或轧机机架设置漂移，这将带来多么重要的影响。轧机的每一个变量都会对成品的特性产生影响。在这些轧机的恶劣环境中，生产线上的每一步都潜藏着不可预测性。了解流程每个阶段的性能对于控制产出质量和减少损失至关重要。目前的挑战在于，如何在管材和钢管处于热成型状态时在线实时了解其性能。 好消息是，有一些热门的生产线优化工具可以帮助实现这些目标。 长期以来，伽马射线监测仪一直是电子管行业的主流产品，但它的普及却受到了无休止的限制。伽马射线发射源（如放射性同位素 Cs-137）的采购和更换受到越来越严格的规定限制，使得这项技术的管理变得更加困难。此外，地缘政治因素和禁运不断威胁供应，目前一些国家就是这种情况。在业界努力应对这些限制的同时，一种经过验证的可行技术正在赢得广泛关注：激光超声波技术。 Tecnar 的 Lut 2.0 处于这一技术转型的最前沿。这种非接触式监测仪设计用于测量热管和钢管在制造过程中的关键在线特性，如壁厚、偏心率、温度和长度。Lut 2.0 可用于从钢坯穿孔出口到定径轧机出口的各个环节。通过监测管材的关键特性并使用其创新算法，该系统可在偏离成品规格之前自动跟踪生产中的缓慢偏差及其原因。所有这一切都意味着，操作人员可以及早获得洞察力，从而先发制人地微调参数并及时实施纠正措施，从而优化生产和质量。正所谓谋定而动，诸事皆变。 Lut 2.0 如何实现这一目标： Lut […]
Friedrich Alexander 大学的 Nikolaos Riga 和他的团队最近取得了一项突破，揭示了一种提高高强度铝合金制造水平的新方法。他们的研究介绍了一种利用先进的激光超声系统 Lumet 对热机械处理过程中的微观结构变化进行无损原位检测的方法。这项技术标志着在生产具有复杂几何形状和定制特性的部件而不影响强度或质量方面取得了重大进展。 这种创新方法的核心在于它能够实时观察热应力和机械应力下的微观结构行为，这在以前是无法实现的。通过调整工具温度，研究人员展示了改变材料硬度、强度和延展性的能力，为铝合金制造提供了新的控制水平。这一进步不仅为制造具有特定特性的部件铺平了道路，还促进了热辅助成型技术的优化，从而实现了更可持续的制造工艺。 这项研究的意义深远，它预示着未来将通过激光超声波技术大大提高铝部件制造的精度和效率。如需更深入地了解这项开创性的研究，可点击下面的链接查阅论文全文。 这项工作对于材料科学和工程领域的人员来说是一个重要的资源，凸显了将 Lumet 等先进技术整合到制造业中的变革潜力。 论文链接 […]
连续钣金生产线的碾压缝焊缝断裂会造成严重的停工，其原因通常是熔合不完全和焊块尺寸不足。激光超声波技术是一种非接触式体积检测方法，能够在高温下对移动目标进行测量，在盲测中对低碳钢母材碾压焊缝的在线检测进行了评估。结果发现，激光超声波检测结果与传统检测方法和破坏性试验结果之间具有良好的相关性。 关键词：卷材连接、焊缝检测、电阻缝焊接、超声波检测、炼钢 Laser Ultrasonic Inspection of Mash Seam Welds in a Steel Mill Morgan Hiraiwa1, Hao Guo2, Alexandre Nadeau1, […]
几十年来，工业界一直采用激光超声波技术来获取热钢产品的尺寸信息。例如，Lut 2.0 的部署利用激光超声波技术的非接触特性，实现了热无缝管壁厚的在线实时测量。 激光超声波固有的宽超声波带宽允许进行详细的频率分析，从而实现实时粒度测量等进步。以前，此类测量局限于受控的实验室环境，通常涉及热机械模拟器。然而，由 SWERIM 的 Mikael Malmström 先生领导的团队最近开发并运行了一种使用激光超声波技术测量热钢卷的在线粒度仪。 在与 EMG 自动化公司的合作下，一个原型设备已成功安装在瑞典 Borlänge 的 SSAB 公司。该团队的综合研究发表在《应用科学》杂志上，描述了从激光超声波衰减测量中提取晶粒尺寸数据所采用的方法。 他们的研究结果有效地证明了激光超声波技术能够实时洞察生产的钢卷的机械性能。这一突破为钢铁生产商加强对其产品质量特性的控制开辟了新的可能性。 论文链接（英文） […]
增材制造 (AM)，也称为 3D 打印，在航空航天、医疗和汽车等行业中越来越普遍。然而，为了确保零部件的生产符合特定规格，有必要监控制造过程并尽快实时检测任何偏差。为此目的而提出的一种技术便是激光超声波技术。 尽管处于早期发展阶段，激光超声波已显示出监控增材制造过程的巨大潜力。例如，在 Jerome Laurent 的领导下，CEA-List 小组发布了一段视频，展示了他们使用 Tecnar 的 Lus Ultimate 的结果，见下文。通过分析激光超声波信号的频率内容，他们能够在制造过程中实时检测缺陷。激光超声波直接安装在 增材制造单元内。 激光超声波有可能彻底改变我们监控增材制造过程、改进质量控制和减少浪费的方式。虽然仍处于早期发展阶段，但迄今为止的结果令人鼓舞，我们可以期待在不久的将来看到进一步的进步。许多研究小组，特别是在中国，正在积极致力于其发展。 我们将继续关注他们的进展，并在本网站上公布他们的结果。 […]
这是一篇更具研究性的论文，由韩国汉阳大学机械工程学院的 Seong-Hyun Park 博士团队撰写。该论文描述了一种结合了激光超声技术的强大的非破坏性评估方法的使用，称为非线性超声技术 (NUT)。 NUT 以其在早期检测材料微观结构变化（例如热老化、疲劳损伤和蠕变）方面的有效性而闻名。它能够检查晶界、第二相析出物、夹杂物和位错密度，这是使用超声速度和衰减的传统线性超声技术无法实现的。它通过测量超声波穿过材料时的非线性行为来产生作用。用于测量这种非线性行为的最广泛方法是使用压电检测方法，该方法需要与材料有良好的机械接触并且可能难以校准。 Seong-Hyun Park 博士团队的这项研究提出了一种新的非破坏性方法。该方法使用基于具有光折变晶体的激光干涉仪的激光超声波检测系统来测量材料中超声波的非线性行为，并通过测量铜和 Al6061-T6 样品的非线性参数 β 值来验证该方法。这项研究的结果表明，所提出的激光超声波检测方法是一种很有前途的工业部件无损评估 (NDE) 工具，因为它是非接触式的，因此不需要耦合剂，并且具有无需复杂校准便可检测不同材料的能力。 论文连接 […]
新材料的出现，特别是用于更轻更坚固汽车的新钢材的出现，正在推动人们更好地理解机械性能与材料内部微观结构之间的关系，而更重要的，是如何实现这种理想的微观结构。长期以来，超声波一直被用于研究材料的内部结构。 激光超声以其非接触特性和较宽的超声带宽，是研究温度、应力等外部变量对材料内部结构影响的理想工具。Tecnar 设计的 Lumet 可以轻松地将激光超声波系统集成到热机械模拟器，例如 Gleeble。 Lumet 的目的是帮助冶金学家在不需要广泛的激光超声波知识的情况下进行实时监控。 不列颠哥伦比亚大学的 Matthias Militzer 小组在 2013 年发表的论文展示了 Lumet 在不同冶金研究中的一些应用。本文介绍了 API-X80 钢的奥氏体分解动力学、冷轧 DP600 钢中的铁素体再结晶以及 […]
与标准超声波相比，激光超声波 (LUS) 的一个优势是激光超声波能够轻松地从轮廓或复杂形状的零件中获取数据（放宽的常态要求）。早在 2000 年初，激光超声波就被认为是航空航天碳纤维增强聚合物 (CFRP) 部件的广泛工业检测的重要候选者。相控阵传感器和机器人技术的进一步发展减少了此类市场对激光超声波的需求。然而，激光超声波在高轮廓零件上仍有一席之地。 列日空间中心的研究人员在 2018 年发表的一篇论文中展示了使用基于机器人的激光超声波系统来检测 CFRP 航空航天部件。通过为每个采集的激光超声波波形记录探头在 3D 空间中的位置，可以显示零件的 3D 超声波图像，称为 C 扫描。在检查弯曲形状的零件时，这样的图像特别有趣，如本文的图 5 所示。确实不错的图像。 […]
由于声音传播与材料的机械性能有关，因此数十年来超声波一直被使用于研究金属的微观结构。激光超声波特别适用于金属的此类分析，因为它不需要与金属接触。这有助于观察由外部参数（如热处理）引起的微观结构变化。 在最近的一篇论文中，RECENDT 的研究人员介绍了激光超声波在钢研究中的这种应用的两项有趣研究：直接观察曲轴硬化区，以及测量温度对钢卷泊松比的影响。在这两种情况下，目的都是“看到”热处理对钢材微观结构的影响。 出版物链接 关键词：激光超声，超声波，冶金，淬火，钢 […]
本文对用于激光超声波检测的不同技术进行了很好的回顾。它还显示了对不同应用的良好调查，尽管所采用的数字和图片可能有点过时。自本文发表以来，这些应用中有几个已经发展起来。在线壁厚测量现在是钢厂的一个标准传感器。然而，一些应用在获得工业上的接受方面有更多的困难。遗憾的是，航空工业的复合材料检测还没有被完全采用。 当然，还有关于此主题的其它论文，例如 J.P. Monchalin 撰写的关于超声波光学检测的开创性论文，IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics, and Frequency Control，第 33 卷，第 4 期，第 16 页。 485-499l 1986，以及 […]
