Liên kết của các chi tiết và cấu trúc của vật liệu composite trở thành một phần rất quan trọng của quá trình sản xuất, không chỉ ở công nghiệp chế tạo máy bay mà còn ở các ngành công nghiệp khác như công nghiệp ôtô, gỗ dán, tàu thủy và vũ trụ. Chất lượng và độ tin cậy của các mối kiên kết là cực kỳ quan trọng đối với chất lượng của sản phẩm cuối cùng.
Rất nhiều loại vật liệu và hình dạng được sử dụng trong cấu trúc nhiều lớp. Có rất nhiều các thiết bị kiểm tra để đánh giá không phá hủy đối với các mối liên kết đó. Các phương pháp kiểm tra bằng siêu âm và âm học là những phương pháp có kết quả tương đối tốt. Tuy nhiên, không một phương pháp kiểm tra đơn lẻ nào có thể đủ để kiểm tra và đánh giá các ứng dụng tồn tại đa dạng rộng lớn như vậy.
Sự ra đời của các bộ vi xử lý, các chip của bộ nhớ và các phần mềm cho phép các phương pháp kiểm tra siêu âm và âm học khác nhau kết hợp lại trong một thiết bị xách tay, vì thế các mối liên kết khác nhau nay có thể được đánh giá với một thiết bị có khả năng chuyển giữa các dạng kiểm tra khác nhau.
Sử dụng nhiều phương pháp kiểm tra trong một thiết bị cho phép kiểm tra tính đa dạng rộng lớn của vật liệu composite và các hình thể.
Các phương pháp kiểm tra
Có năm phương pháp kiểm tra có thể sử dụng kiểm tra các khuyết tật trong các vật liệu có trong các mối liên kết dính. Phương pháp kiểm tra tối ưu được lựa chọn và sẽ được lập trình tự động bởi loại và tần số của đầu dò sau đó được ghép vào thiết bị. Phương pháp và sự điều chỉnh có thể thực hiện trong phòng thí nghiệm và lưu trong bộ nhớ để sử dụng ở ngoại trường.
o Phương pháp thứ nhất: (Resonance Test method) Đầu dò siêu âm dạng tiếp xúc được kích hoạt ở tần số cộng hưởng và đặt lên mẫu với chất tiếp âm. Sự thay đổi về tổng trở của đầu dò được phân tích để xác định khu vực không liên kết. Phương pháp này hoạt động rất tốt đối với rất nhiều vật liệu không liên kết và tách lớp. Trong rất nhiều trường hợp chiều sâu của chỗ mất liên kết có thể liên quan đến sự quay pha của tín hiệu. Phương pháp này yêu cầu chất tiếp âm lỏng và nhiều loại đầu dò khác nhau.
o Phương pháp thứ hai: (Pitch/Catch Swept Test Method) Sử dụng đầu dò siêu âm hai biến tử, tiếp xúc điểm, tần số thấp và không chất tiếp âm. Một biến tử truyền sóng âm vào chi tiết kiểm tra và biến tử còn lại thu sóng âm truyền trong chi tiết dưới dạng sóng Lamb. Tín hiệu phản xạ lại được xử lý và sự khác nhau giữa hiệu ứng của mối liên kết tốt và không tốt lên quãng đường truyền âm được phát hiện. Phương pháp này dễ thiết lập và sử dụng, tốt nhất để phát hiện sự không liên kết và khuyết tật ở sâu hơn. Không yêu cầu chất tiếp âm. Ưu điểm khác là hiệu ứng lift-off khác biệt với tín hiệu từ sự không liên kết.
o Phương pháp thứ ba: (Pitch/Catch Impulse Test Method) Phương pháp này cũng sử dụng đầu dò siêu âm hai biến tử, tiếp xúc điểm, tần số thấp và không chất tiếp âm. Một biến tử phát sóng âm đột ngột vào chi tiết kiểm tra và biến tử thứ hai thu lại sóng âm truyền qua chi tiết. Sự khác nhau về biên độ và/hoặc pha của sóng giữa mối liên kết tốt và không tốt được phát hiện. Những mối nối không thể kiểm tra bằng phương pháp thứ hai có thể kiểm tra một cách đáng tin cậy ở phương pháp này.
o Phương pháp thứ tư: (Pitch/Catch RF Test Method) Phương pháp này cũng sử dụng đầu dò siêu âm hai biến tử, tiếp xúc điểm, tần số thấp và không chất tiếp âm. Một biến tử phát sóng âm đột ngột vào chi tiết kiểm tra và biến tử thứ hai thu lại sóng âm truyền qua chi tiết. Không giống như phương pháp thứ 3, khi khi tín hiệu đầu dò đi qua bộ tách sóng, dạng RF hiển thị tín hiệu nguyên bản của biến tử đầu dò. Sự khác nhau về biên độ và/hoặc pha của sóng giữa mối liên kết tốt và không tốt được phát hiện.
o Phương pháp thứ năm: (MIA Test Method) Phương pháp này sử dụng đầu dò hai biến tử. Một biến tử tạo ra sóng âm nghe thấy được và biến tử thứ hai phát hiện hiệu ứng của sự liên kết thay đổi theo tải của đầu dò. Trong quá trình thực hiện, tần số kích hoạt được quét từ 2 đến 10 KHz để thiết lập tần số kiểm tra. Sau đó được thực hiện ở tần số cố định. Phương pháp kiểm tra này cũng không yêu cầu chất tiếp âm và có diện tích tiếp xúc nhỏ nên có thể sử dụng ở những bề mặt không đều hoặc cong. Phương pháp này hoạt động tốt trong việc phát hiện sự không liên kết, lõi bị xô và những khuyết tật nằm trong cấu trúc composite. Nó có thể áp dụng quét liên tục hoặc cơ học.
Lựa chọn phương pháp tốt nhất để kiểm tra vật liệu và khuyết tật cụ thể có thể thiết lập trước trong shop hoặc phòng thí nghiệm và gọi lại ở ngoại trường. Người thực hiện kiểm tra sẽ nối đúng đầu dò và thiết bị sẽ hoạt động với phương pháp thích hợp và sau đó chọn chương trình và độ nhạy.
Nếu chương trình chưa được thiết lập cho ứng dụng riêng biệt, người kiểm tra phải quyết định phương pháp và đầu dò sử dụng, phương pháp sẽ tự động khi nối đầu dò vào thiết bị. Sau đó chọn các yếu tố để đánh giá dựa trên những mẫu chuẩn liên kết đặc trưng.
Nếu có thể, nên sử dụng phương pháp Pitch/Catch (phát-thu) bởi nó đơn giản và không yêu cầu chất tiếp âm.
Nhiều dạng tách lớp được phát hiện dễ dàng với phương pháp Resonance (cộng hưởng). Phương pháp này cũng phát hiện nhiều dạng không liên kết. Thiết lập và thao tác phức tạp hơn và yêu cầu chất tiếp âm gây khó khăn khi quét mỗi ghép. Ngoài ra nhiều loại composite không cho phép sử dụng chất tiếp âm lỏng. Phương pháp này đặc biệt thích hợp để phát hiện sự không liên kết và tách lớp trong vật liệu composite với lớp vỏ mỏng.
