海洋設(shè)備構(gòu)件，特別是在大深度海水中作業(yè)的構(gòu)件，需要選用比強(qiáng)度高、比韌性好、耐海水腐蝕的材料加工制造，鈦合金恰好具有這些特性，是一種天生的海洋工程材料。鈦合金在海洋考察、核電、海水淡化、海洋石油開采中平臺與鉆具器材等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。
鈦金屬機(jī)械加工性能好，可制成各種形狀、各種規(guī)格的實用工程材料，包括板、棒、管、絲、帶、箔、鍛件、鑄件、焊件等；大多數(shù)鈦合金具有良好的可焊性，其設(shè)備一般無需焊后熱處理，有利于船舶和海洋工程等大型工程裝備的建造。
客戶介紹
中船重工七二五所，是專業(yè)從事艦船材料與工藝及應(yīng)用性研究的軍工科研事業(yè)單位，多年以來，七二五所為海軍武器裝備發(fā)展，國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)做出了重要貢獻(xiàn)。
七二五所構(gòu)建了海軍武器裝備的基本材料體系，有效保證了裝備工程對材料技術(shù)的需求，是我國艦船裝備發(fā)展的中堅力量，并獲得了中國質(zhì)量獎提名獎、全國質(zhì)量標(biāo)桿、中國制造業(yè)十大創(chuàng)新企業(yè)等榮譽(yù)稱號。
焊接檢測需求
焊接質(zhì)量對結(jié)構(gòu)強(qiáng)度有著重要的影響，深海海水的強(qiáng)大壓力和腐蝕性，對海洋設(shè)備結(jié)構(gòu)強(qiáng)度有很高的要求，如果出現(xiàn)焊接質(zhì)量問題，不僅影響結(jié)構(gòu)的整體安裝，使用性能，還會降低工程的安全可靠性。
如何在鈦合金工程樣品的研發(fā)和生產(chǎn)中，對大幅面構(gòu)件焊接的焊點以及構(gòu)件平面度進(jìn)行準(zhǔn)確、快速的檢測，成為質(zhì)量過程控制中必不可少的重要環(huán)節(jié)，也一直是該裝備工程材料科研單位關(guān)注的核心要點之一。
在焊接過程中，焊接金屬會熱脹冷縮，導(dǎo)致構(gòu)件在焊后存在殘余應(yīng)力和殘余變形，這不僅影響結(jié)構(gòu)的尺寸精度，還會降低其承載能力和機(jī)械性能，控制和調(diào)整焊接變形和平面度是十分重要的。無論是使用卡尺，破壞性檢測，還是采用超聲波新興技術(shù)檢測，都難以兼顧效率、精度和適用度的問題。
大幅面焊接檢測方案
為了高效、高精度地進(jìn)行檢測，新拓三維技術(shù)工程師采用XTOM三維光學(xué)掃描測量系統(tǒng)，搭配XTDP三維攝影測量系統(tǒng)使用，貼點全自動拼接，對大幅面工程樣件焊接過程中的變形情況進(jìn)行采集記錄，憑借先進(jìn)的光學(xué)測量性能，高效地對圖像進(jìn)行解碼和計算相位，快速、精準(zhǔn)地完成樣件的焊點測量，助力全面提升產(chǎn)品品質(zhì)。
1、鈦合金工程樣件測量
七二五所需要測量檢測的工程樣件，包括二維尺寸為2000*1100的幅面鈦合金工程樣件，測量鈦合金工程樣件的裝配精度、CMT焊接精度和投影面積；結(jié)合立體視覺和結(jié)構(gòu)光的優(yōu)勢，XTOM/DP可以清晰地采集大幅面工程樣件的三維尺寸及輪廓細(xì)節(jié)，滿足客戶對于測量效率和測量精度需求。
通過拍照獲取點云數(shù)據(jù)，可與CAD模型進(jìn)行對比檢測，并能輸出全面而豐富的數(shù)字化檢測報告。從裝配精度測量云圖數(shù)據(jù)可知，其裝配精度為每米0.64mm；從焊接精度測量云圖可知，其焊接精度為每米1.43mm。
裝配精度測量云圖
焊接精度測量云圖
從樣件的投影面積測量云圖可知，其投影面積為2004.5×1098.6mm。
鈦合金工程樣件投影面積
檢測價值
以XTOM光學(xué)測量系統(tǒng)搭配XTDP攝影測量，具有更大的測量范圍，可實現(xiàn)對大幅面的鈦合金工程樣件的高效測量，通過建立工程樣件的平面度測量數(shù)據(jù)，分析焊接過程對結(jié)構(gòu)變形的影響，從而更好地采取措施及時抑制變形，控制生產(chǎn)過程質(zhì)量，更好地提升產(chǎn)品品質(zhì)。
另外，通過對樣件的檢測，分析焊接變形的主要因素，便于掌控各種焊接工藝對樣件產(chǎn)生的變形影響，從而建立模型快速分析、預(yù)測焊接過程中產(chǎn)生的變形量，為新型材料的研制、生產(chǎn)提供真實的數(shù)據(jù)支撐，避免焊接實驗的盲目性，既能提升工作效率，又能節(jié)省人工投入。