【正文】 此特引用當(dāng)量法；當(dāng)量法是指在同樣的探測條件下，當(dāng)自然缺陷回波與某人工規(guī)則反射體回波等高時(shí)，則該人工規(guī)則反射體的尺寸就是此自然缺陷的當(dāng)量尺寸。一． 超聲波探傷儀超聲波探傷儀的作用是產(chǎn)生電振蕩并加于換能器（探頭）上，激勵探頭發(fā)射超聲波，同時(shí)將探頭送回的電信號進(jìn)行放大，通過一定方式顯示出來，從而得到被探工件內(nèi)部有無缺陷及缺陷位置和大小等信息。下面介紹探頭的工作原理、主要性能及其及結(jié)構(gòu)。斜探頭可分為縱波斜探頭、橫波斜探頭和表面波斜探頭，常用的是橫波斜探頭。試塊和儀器、探頭一樣，是超聲波探傷中的重要工具。（1） 按試塊來歷分為：標(biāo)準(zhǔn)試塊和參考試塊。儀器水平線性的好壞直接影響測距精度，進(jìn)而影響缺陷定位。3. 探頭主聲束偏離和雙峰探頭實(shí)際主聲束與其理論幾何中心軸線的偏離程度稱為主聲束的偏離。靈敏度余量大，說明儀器與探頭的靈敏度高。4. 信噪比信噪比是指屏幕上有用的最小缺陷信號幅度與無用的噪聲雜波幅度之比。3. 共振法若聲波（頻率可調(diào)的連續(xù)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(shí)，將引起共振，儀器顯示出共振頻率。垂直法主要用于鑄造、鍛壓、軋材及其制品的探傷，該法對與探測面平行的缺陷檢出效果最佳。表面波波長很短，衰減很大。四． 按探頭接觸方式分類1. 直接接觸法探頭與試件探測面之間，涂有很薄的耦合劑層，因此可以看作為兩者直接接觸，此法稱為直接接觸法。探頭的種類很多，結(jié)構(gòu)型式也不一樣。~10MHz之間，選擇范圍大。一般在保證探傷靈敏度的前提下盡可能選用較低的頻率。4. 橫波斜頭K值的選擇在橫波探傷中，探頭的K值對探傷靈敏度、聲束軸線的方向，一次波的聲程（入射點(diǎn)至底面反射點(diǎn)的距離）有較大的影響。影響聲耦合的主要因素有：耦合層的厚度，耦合劑的聲阻抗，工件表面粗糙度和工件表面形狀。四． 缺陷定位超聲波探傷中測定缺陷位置簡稱缺陷定位。一． 當(dāng)量法測缺陷大小采用當(dāng)量法確定的缺陷尺寸是缺陷的當(dāng)量尺寸，常用的當(dāng)量法有當(dāng)量試塊比較法、當(dāng)量計(jì)算法和當(dāng)量AVG曲線法。測長法是根據(jù)缺陷波高與探頭移動距離來確定缺陷的尺寸，按規(guī)定的方法測定的缺陷長度稱為缺陷的指示長度。2. 探頭的影響探頭的聲束偏離、雙峰、斜楔磨損、指向性等影響缺陷定位。4. 缺陷的影響不同的缺陷形狀對其回波高度有很大的影響，缺陷方位也會影響到回波高度，另外缺陷波的指向性與缺陷大小有關(guān)，而且差別較大；另外缺陷回波高度還與缺陷表面粗糙度、缺陷性質(zhì)、缺陷位置等有影響。第四章 板材和管材超聲波探傷第一節(jié) 板材超聲波探傷根據(jù)板材的材質(zhì)不同，板材分為鋼板、鋁板、銅板等，實(shí)際生產(chǎn)中鋼板應(yīng)用最廣，這里以鋼板為例來說明板材的超聲波探傷工藝方法。二． 探頭與掃查方式的選擇1. 探頭的選擇包括探頭頻率、直徑和結(jié)構(gòu)形式的選擇由于鋼板晶粒比較細(xì)，為了獲得較高的分辨力，宜選用較高的頻率，~。復(fù)合材料中常風(fēng)缺陷是脫層（脫接），即復(fù)合層與母材在界面處復(fù)合不良。焊接管是先將板材卷成管形，然后用電阻焊或埋弧自動焊加工成型。對于管內(nèi)縱向缺陷，一般利用橫波進(jìn)行周向掃查探測；對于管內(nèi)橫向缺陷，一般利用橫波進(jìn)行軸向掃查探測。形變大致分為鐓粗、拔長和滾壓。2. 試塊：鑄鋼件探傷常用ZGZ系列平底孔對比試塊。二． 焊縫中常見缺陷焊縫中常見缺陷有氣孔、夾渣、未焊透、未熔合和裂紋等。在焊縫探傷中，常用的耦合劑有機(jī)油、甘油、漿糊、潤滑脂和水等，實(shí)際探傷中用得最多的是機(jī)油和漿糊。二． 距離波幅曲線的繪制與應(yīng)用缺陷波高與缺陷大小及距離有關(guān)，大小相同的缺陷由于距離不同，回波高度也不相同。在條件允許的情況下，應(yīng)盡量采用大K值探頭。 2KT+50 (mm)厚度為大于46mm的焊縫采用一次波探傷，探測面修整寬度為 P 179。一． 焊接加工焊接過程實(shí)際上是個冶煉和鑄造過程，焊接接頭形式主要有對接、角接、搭接和T型接頭等幾種。二． 鑄件探傷的特點(diǎn)1. 透聲性差2. 聲耦合差3. 干擾雜波多三． 鑄鋼件探測條件的選擇1. 探頭：一般以縱波直探頭為主，輔以橫波斜探頭和縱波雙晶探頭。第一節(jié) 鍛件超聲波探傷一． 鍛件加工及常見缺陷鍛件是由熱態(tài)鋼錠經(jīng)鍛壓變形而成。二、 小口徑管探傷小口徑管是指外徑小于100mm的管材。無縫鋼管是通過穿孔法和高速擠壓法得到的，穿孔法是用穿孔機(jī)穿孔，并同時(shí)用軋輥滾軋，最后用心棒軋管機(jī)定徑壓延平整成型。三． 探測范圍和靈敏度的調(diào)整第二節(jié) 復(fù)合材料超聲波探傷一． 復(fù)合材料中常見缺陷復(fù)合材料是由母材與復(fù)合層粘合而成，常的復(fù)合材料是在碳鋼或低合金母材上，粘接不銹鋼、鈦、鋁、銅合金等復(fù)合層，以提高鋼板的耐腐蝕性。采用的探頭有單晶直探頭、雙晶直探頭或聚焦探頭。一般脈沖持續(xù)的時(shí)間所對應(yīng)的聲程不大于4λ。3. 工件幾何形狀和尺寸的影響工件底面形狀不同，回波高度不一樣，凸曲面使反射波發(fā)散，回波降低，凹曲面使反射波聚焦，回波升高；工件底面與探測面的平行度以及底面的光潔度、干凈程度也對缺陷定量有較大的影響；由于側(cè)壁干涉的原因，當(dāng)探測工件側(cè)壁附近的缺陷時(shí)，會產(chǎn)生定量不準(zhǔn)，誤差增加；工件尺寸的大小對定量也有一定的影響。四． 缺陷測高第五節(jié) 影響缺陷定位、定量的主要因素及其它目前A型脈沖反射式超聲波探傷儀是根據(jù)屏幕上缺陷波的位置和高度來評價(jià)被檢工件中缺陷的位置和大小，了解影響因素，對于提高定位、定量精度是十分有益的。當(dāng)量AVG曲線法是利用AVG曲線來確定工件中缺陷的當(dāng)量尺寸。常用的定量方法有當(dāng)量法、底波高度法和測長法三種。K值一般是通過對具有已知深度孔的試塊來調(diào)節(jié)。為提高耦合效果，在探頭與工件表面之間施加的一層透聲介質(zhì)稱為而耦合劑。以上分析說明晶片大小對聲束指向性、近場區(qū)長度、近距離掃查范圍和遠(yuǎn)距離缺陷檢出能力有較大的影響。由以上分析可知，頻率的高低對探傷有較大的影響，頻率高，靈敏度和分辨力高，指向性好，對探傷有利；但近場區(qū)長度大，衰減大，又對探傷不利。表面波探頭用于探測工件表面缺陷，雙晶探頭用于探測工件近表面缺陷，聚焦探頭用于水浸探測管材或板材。液浸法分為全浸沒式和局部浸沒式。5. 爬波法三． 按探頭數(shù)目分類1. 單探頭法使用一個探頭兼作發(fā)射和接收超聲波的探傷方法稱為單探頭法，單探頭法最常用。3. 表面波法使用表面波進(jìn)行探傷的方法，稱為表面波法。垂直法分為單晶探頭反射法、雙晶探頭反射法和穿透法。2. 穿透法穿透法是依據(jù)脈沖波或連續(xù)波穿透試件之后的能量變化來判斷缺陷情況的一種方法。3. 分辨力儀器與探頭的分辨力是指在屏幕上區(qū)分相鄰兩缺陷的能力。儀器的探頭的靈敏度常用靈敏度余量來衡量。2. 斜探頭K值和折射角斜探頭K值是指被探工件中橫波折射角的正切值。垂直線性的好壞影響缺陷定量精度。特別是3N以內(nèi)的缺陷，采用試塊比較法仍然是最有效的定量方法。聚焦探頭種類較多。不難看出超聲波探頭在工作時(shí)實(shí)現(xiàn)了電能和聲能的相互轉(zhuǎn)換，因此常把探頭叫做換能器。目前，探傷中廣泛使用的超聲波探傷儀都是A型顯示脈沖反射式探傷儀。實(shí)用AVG曲線可由以下公式得到：不同距離的大平底回波dB差 Δ=20lgPB1/PB2=20lgX2/X1不同距離的不同大小平底孔回波dB差 Δ=20lgPf1/Pf2=40lgDf1X2/Df2X1同距離的大平底與平底孔回波dB差 Δ=20lgPB/Pf=20lg2λX/πDfDf用以上公式計(jì)算繪制實(shí)用AVG曲線時(shí)，要統(tǒng)一靈敏度基準(zhǔn)。當(dāng)橫波探頭晶片尺寸一定時(shí)，K值增大，近場區(qū)長度將減小。遠(yuǎn)場區(qū)軸線上的聲壓隨距離增加單調(diào)減少。散射衰減與材質(zhì)的晶粒密切相關(guān)，當(dāng)材質(zhì)晶粒粗大時(shí)，散射衰減嚴(yán)重，被散射的超聲波沿著復(fù)雜的路徑傳播到探頭，在屏上引起林狀回波（又叫草波），使信噪比下降，嚴(yán)重時(shí)噪聲會湮沒缺陷波。 Z2此時(shí)幾乎全透射，無反射。一． 單一界面的反射和透射聲能的變化與兩種介質(zhì)的聲阻抗密切相關(guān)，設(shè)波從介質(zhì)1（聲阻抗Z1）入射到介質(zhì)2（聲阻抗Z2），有以下幾種情況：1. Z2 Z1 聲壓反射率小于透射率。實(shí)際應(yīng)用時(shí)貝爾太大，故常取1/10貝爾即分貝（dB）來作單位。聲波的聲強(qiáng)與頻率平方成正比，而超聲波的頻率遠(yuǎn)大于可聞聲波。在超聲波探傷儀上，屏幕上顯示的波高與聲壓成正比。一般超聲波探傷靈敏度約為l/2。在超聲波探傷中，由于波的干涉，使超聲波源附近出現(xiàn)聲壓極大極小值。板波一般應(yīng)用于薄板、薄壁鋼管探傷。橫波一般應(yīng)用于焊縫、鋼管探傷。當(dāng)介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)受到交變拉壓應(yīng)力作用時(shí)，質(zhì)點(diǎn)之間產(chǎn)生相應(yīng)的伸縮形變，從而形成縱波；凡能承受拉伸或壓縮應(yīng)力的介質(zhì)都能傳播縱波。~10MHz之間，對鋼等金屬材料的檢驗(yàn)，常用的頻率為1~5MHz。超聲波就是一種機(jī)械波。滲透檢測適用于金屬制品及其零部件表面開口缺陷的檢測，包括熒光和著色滲透檢測。主要應(yīng)用于金屬材料制造的機(jī)械、器件等的原材料、零部件和焊縫，也可用于玻璃等其它制品。 第二章 超聲波探傷的物理基礎(chǔ)第一節(jié) 基本知識超聲波是一種機(jī)械波，機(jī)械振動與波動是超聲波探傷的物理基礎(chǔ)。由上述定義可得：C=l f ，即波長與波速成正比，與頻率成反比；當(dāng)頻率一定時(shí)，波速愈大，波長就愈長；當(dāng)波速一定時(shí)，頻率愈低，波長就愈長。2. 能量高：由于能量（聲強(qiáng)）與頻率平方成正比，因此超