【正文】 2）、頻率高，脈沖寬度小，分辨力高，有利于區(qū)分相鄰缺陷。 二、探頭選擇 型式選擇：原則為根據(jù)檢測對象和檢測目的的決定 例如：焊縫 — 斜探頭 鋼板、鑄件 — 直探頭 鋼管、水浸板材 — 聚焦探頭（線、點(diǎn)聚焦） 近表面缺陷 — 雙直探頭 表面缺陷 — 表面波探頭 不銹鋼焊縫 與螺栓檢測 — 縱波斜探頭 探頭頻率選擇 超聲波檢測靈敏度一般為 2? ，對于鋼工件用 ， λ為：縱波 — ，橫波 — ， 則縱波檢測缺陷最小值為 — 之間，橫波檢測缺陷最小值： — 之間 .這對承壓類設(shè)備檢測要求已能滿足。 對于定量要求的情況，應(yīng) 選擇垂直線性好，衰減器精度高的儀器。 液 浸法 將探頭和工件浸于液體中以液體耦合劑進(jìn)行檢測的方法，稱為液浸法。例如：相控陣檢測方法。 雙探頭法 使用兩個探頭（一個發(fā)射，一個接收）進(jìn)行檢測的方法稱為雙探頭法。） 爬波對于檢測表面比較粗糙的工件表面缺陷，靈敏度分辨率比表面波高。 橫波法：將縱波通過楔塊、水等介質(zhì)傾斜入射至試件檢測面，利用波型轉(zhuǎn)換得到橫波進(jìn)行檢測的方法，稱橫波法。 共振法 ： 若超聲波在被檢工件內(nèi)傳播，當(dāng)試件的厚度為超聲波的半波長的整數(shù)倍時，將引起共振 ，儀器顯示出共振頻率，但試件內(nèi)存在缺陷或工件厚度發(fā)生變化時，將改變試件的共振頻 率。第 五 章 超聲波檢測方法和通用工藝 第一節(jié) 超聲波檢測方法概述 一、按原理分類 脈沖反射法、穿透法和共振法 脈沖反射法： 超聲波探頭發(fā)射脈沖到被檢試件內(nèi)，根據(jù)發(fā)射波的情況來檢測試件缺陷的方法，稱脈沖反射法 。依據(jù)試件的共振特性，來判斷缺陷情況和工件厚度變化情況的方法稱共振法。 表面波法：使用表面波進(jìn)行檢測的方法，稱表面波法。 三、按探頭數(shù)目分類 單探頭法 使用一個探頭兼在發(fā)射和接收超聲波的檢測方法稱為單探頭法。其主要用于發(fā)現(xiàn)單探頭法難以檢出的缺陷。 四、按探頭接觸方法分類 直接接觸法 探頭與試件探測面之間，涂有很薄的耦合劑層，這種檢測方法稱直接接觸法。分為全浸沒式和局部浸沒式 （噴液式、通水式、滿溢式） 。 對于大型零件檢測，應(yīng)選擇靈敏度余量高、信噪比高、功率大的儀器。 對晶粒較細(xì)的鑄件、軋制件、焊接件等常采用 。 θ =D? 3)、由θ =? 可知，頻率高，波長短，則半擴(kuò)散角小，聲束指向性好，能量集中，有利于發(fā)現(xiàn)缺陷并定位。 2）、其次考慮檢測目的，有利于發(fā)現(xiàn)缺陷，如工件較薄，則晶片尺寸可小，此時 N 小。 2)、盡可能是檢測聲束與缺陷垂直，在條件許可時，盡量用 K 大些的探頭。 一、 耦合劑 ： 在工件與探頭之間表面，涂敷液體、排除空氣，實(shí)現(xiàn)聲能傳遞該液體即耦合劑。 水銀耦合效果最好，聲阻抗為 106kg/m2與鋼接近，但有毒、很貴，故不推薦。 5）、性能穩(wěn)定，不易變質(zhì)，能長期保存。（這是水浸檢測中的水層耦合原理） 為使耦合層耦合效果最好，則必須使 r≈ 0， t=1，即聲能從探頭全部透到工件， r=2222222s in)1(4112s in)1(41????dmmdmm??? sin222?d? ≈ 0 即 d=0 即工件表面越平整， t=222 2s in)1(4111?? dmm ?? 耦合劑層厚 d 越接近零，耦合越好。 一般工件粗糙度 Ra= m 。 三、 表面耦合損耗測定與補(bǔ)償 耦合損耗測定 表面狀況不同 對比試塊 待測試塊 （材料相同和工件形狀相同） 一次波檢測又稱直接反射法 1S 1S T R1 R2 工件 R T 試塊 R1 R △ dB R2 試塊 工件 △ dB 圖 2 第四節(jié) 探傷儀調(diào)整 一、掃描線比例調(diào)整 縱波：一般將工件二次底波調(diào)節(jié) 10 格 （直探頭）一般將工件一次底波調(diào)節(jié) 5 格 多次反射： 例如： t=50mm T B1 B2 50mm 50 100mm t=20mm CSKIA 20mm 0 20 40 60 80 100mm T B1 100mm 400 1:4 橫波 1）、聲程調(diào)節(jié)法 IIW IIW2 IIW2 R25 R50 0 25 100mm 50 100mm 圖 3 2）、水平調(diào)節(jié)法 CSKIA R50 R100 L1=2501 KKR? L2=21001 kKR? =2L1 K:為斜探頭的 K 值 K=2 L1=44 L2=88 K=1 L1=35 L2=70 例如： 9K2 前沿距離 15 CSKIIIA 45mm 40 10mm 20mm 65mm 0 20 40mm 圖 4 3）、深度調(diào)節(jié)法 CSKIA CSKIIIA CSKIIA d1=2501 KR? d2=21001 kR? =2d1 K=2 d1=22 d2=44 0 22 44 45mm 40 10mm 20mm 65mm 0 1 0 20mm 圖 5 二、檢測靈敏度的調(diào)節(jié) 檢測靈敏度是指聲程范圍內(nèi)發(fā)現(xiàn)規(guī)定大小缺陷的能力。 Δ =20lgffB D xPP 22lg20 ? ?? x≥ 3N 例如：用 直探頭檢測 x=400mm 的餅形鍛件， 鋼的CL=5900m/s,檢測靈敏度為 400mm 處平底孔 400/φ 2 (JB/ 規(guī)定掃查靈敏度為最大檢測距離的φ 2 平底孔 )。 Lf=40mm ， df= mmKl f 20240 ?? 3）、按深度調(diào)節(jié)掃查速度 采用水平距離進(jìn)行調(diào)節(jié)，即示波器的水平刻度為探頭到缺陷的深度距離。 lf=K nτ f= 40=60mm df=2T nτ f=2 3040=20mm 四、橫波周向探測園軸曲面時缺陷定位 外圓周向檢測 缺陷的位置由深度 H 和弧長 L 來確定， AC=d（平板工件中缺陷深度） BC=dtgβ =Kd=l AO=R CD=Rd tgβ =dRKdOCBC ?? θ =tg1dRKd? BO= 22 )()( dRKd ?? 圖 11 H=ODOB=R 22 )()( drKd ?? L= dRKdtgRR ?? ?1180180 ??? 內(nèi)壁周向檢測 缺陷的位置是由深度 h 和弧長 L 來確定。 一、當(dāng)量法 當(dāng)量試塊比較法、當(dāng)量計算法 和 當(dāng)量 AVG 曲線法 。 優(yōu)點(diǎn)：直觀易懂，當(dāng)量觀念明確，當(dāng)量比較穩(wěn)妥可靠。 當(dāng)量計算法對缺陷定量不需要任何試塊。 測長法是根據(jù)缺陷高與探頭移動距離來確定缺陷的尺寸。 相對靈敏度測長法 6dB 法、端點(diǎn) 6dB 絕對靈敏度測長法 三、底波高度法 F/BF法、 F/BG法、 BG/BF法 底波高度法可用于測定缺陷的相對大小，密度程度、材質(zhì)晶粒和石墨程度等。 ） 2）、工件材料（ 壓縮應(yīng)力，則應(yīng)力作用使彈性增加，這時聲速加快；反之，若應(yīng)力為拉伸應(yīng)力，則聲速減慢。 缺陷的影響 1）、缺陷形狀的影響 平面形缺陷 Pf=220 XFFP fs? (平底孔 ) 球形缺陷 Pf=204 XDFP fs? (球孔 ) 長圓柱缺陷 Pf=232122 XDFP fso? (長橫孔 ) 2）、缺陷方位的影響 3）、缺陷波的指向性 垂直射入圓平面形缺陷時，當(dāng)缺陷直徑為波長的 23 倍以上時，具有較好的指向性，缺陷回波較高；反之較低 ；當(dāng)缺陷直徑大于波長的 3 倍時，不論是垂直入射還是傾斜入射，都可把缺陷對聲波的反射看成鏡面反射。 圖 13 點(diǎn)反射體的回波動態(tài)波形 波型模 式Ⅱ 探頭在各個不同的位置檢測缺陷時，熒光屏上均顯示一個尖銳回波。 圖 14 接近垂直入射時光滑大平面反射體的回波動態(tài)波形 波型模式Ⅲ 波形模式Ⅲ a 探頭在各個不同的位置檢測缺陷時，熒光屏上均呈一個參差不齊的回波。 圖 15 接近垂直入射時不規(guī)則大反射體的回波動態(tài)波形 波型模式Ⅲ b 探頭在各個不同的位置檢測缺陷時，熒光屏上顯示脈沖包絡(luò)呈鐘形的一系列連續(xù)信號（有很多小波峰）。 圖 16 傾斜入射時不規(guī)則大反射體的回波動態(tài)波形 波形模式Ⅳ 探頭在各個不同的位置檢 測缺陷時，熒光屏上顯示一群密集信號（在熒光屏?xí)r基線上有時可分辨，有時無法分辨），探頭移動時，信號時起時伏。當(dāng)距離超過 200mm 時，應(yīng)對反射體標(biāo)出衰減 20dB 的邊界點(diǎn)，再將其間距和 20dB 聲束寬度相比較，進(jìn)行區(qū)分。在圖 19 中，反射體的反射特征為波形Ⅲ a，而在平表面上則為波形Ⅲb。 用單直探頭檢測厚度大于 20mm 的鋼板時， CBⅡ標(biāo)準(zhǔn)試塊應(yīng)符合圖 2和表 2 的規(guī)定。 板厚大于 20mm 時，應(yīng)將 CBⅡ試塊 φ 5 平底