【正文】 即 Ⅰ 級焊縫質(zhì)量最高 ， 依次下降 。 脈沖反射法適用于復(fù)合材料是由兩層材料復(fù)合而成，粘合層中的分層多數(shù)與板材表面平行的情況。因為這樣確定下來的缺陷大小，并不是鍛件中實際缺陷的大小，而只是一種相對比較（或稱當(dāng)量），把這種方法稱為“ 當(dāng)量法 ”。 （ 3） 對試件無腐蝕 ， 對人體無損害 ， 對環(huán)境無污染 。 （ 3） 檢測大厚度試件或高衰減材料時 ， 選擇發(fā)射功率大 、 增益范圍大 、 電噪聲低的超聲波檢測儀 ， 有助于提高穿透能力和小缺陷顯示能力 。 第一章 超聲波檢測 第 6章 常用無損檢測方法 （ 5） 液浸法是在探頭與試件之間填充一定厚度的液體介質(zhì)作耦合劑 ， 使聲波首先經(jīng)過液體耦合劑 ， 而后再入射到試件中 ， 探頭與試件并不直接接觸 。 第一章 超聲波檢測 第 6章 常用無損檢測方法 二 、 超聲檢測方法 超聲檢測的方法很多 ， 可按原理 、 波型和使用探頭的數(shù)目及探頭接觸方式來分類 。標(biāo)準(zhǔn)試塊用于測試探傷儀的性能 、 調(diào)整檢測靈敏度和聲時的測定范圍 。 超聲波探頭用于實現(xiàn)聲能和電能的互相轉(zhuǎn)換 。 （ 2） 按缺陷顯示方式分類：脈沖式檢測儀按回波信號的顯示方式又可分為 A型顯示 、 B型顯示和 C型顯示三種類型 。 這一距離之內(nèi)就稱為 非擴散區(qū) 。在近場區(qū)內(nèi)，由于聲源表面上各點輻射至被考察點的波程差大，所引起的聲源振幅差和相位差也大，且它們彼此相互干涉，結(jié)果是近場區(qū)的聲源分布十分復(fù)雜，出現(xiàn)很多極大值與極小值。 理想的圓盤聲源是指圓形平面的聲振動源 ， 當(dāng)它沿平面法線方向振動時 ， 其面上各點的振動速度幅值和相位都相同 ， 發(fā)射的波稱為 活塞波 。反射波波陣面為柱面，凹柱面的反射波好像從實焦點出發(fā)的柱面波，凸柱面的反射波好像從虛焦點出發(fā)的柱面波。 第一章 超聲波檢測 L1LS1S s i ns i ncc?? ?L1S1a rc s i nccI I I ??第 6章 常用無損檢測方法 4 斜入射時的聲壓反射率和透射率 斯 涅耳反射、折射定律只討論了超聲波傾斜入射到界面上時，各種類型反射波和折射波的傳播方向，沒有涉及它們的聲壓反射率和透射率。同時， 由于縱波聲速總是大于橫波聲速，因此縱波折射角βL要大于橫波折射角 βS。 光的折射是由于光在不同介質(zhì)的傳播速度不同而引起的 。 r和 t的數(shù)學(xué)表達式為： 12120rZZZZppr????1220t 2ZZZppt???式中： Z Z2分別為兩種介質(zhì)的聲阻抗。 聲速的一般表達式 密度彈性率聲速 ?第 6章 常用無損檢測方法 聲衰減系數(shù) a 超聲波在介質(zhì)中傳播時 ， 隨著傳播距離的增加能量逐漸減弱的現(xiàn)象叫做 超聲波的衰減 。 因此 ， 聲速又是一個表征介質(zhì)聲學(xué)特性的參量 。 第 6章 常用無損檢測方法 第一章 超聲波檢測 1分貝 人類耳朵剛剛能聽到的聲音 20分貝以下 認(rèn)為是安靜的， 15分貝以下 ,認(rèn)為是“死寂”的 2040分貝 大約是情侶耳邊的喃喃細(xì)語 4060分貝 正常的交談聲音 60分貝以上 屬于吵鬧范圍 70分貝 很吵的，而且開始損害聽力神經(jīng) 汽車噪音介乎 80100分貝 90分貝以上 會使聽力受損 100120分貝 如無意外，一分鐘人類就得暫時性失聰（致聾） 聲音與噪音對人的影響 第 6章 常用無損檢測方法 1分貝是人類耳朵剛剛能聽到的聲音 ， 20分貝以下的聲音 ， 一般來說 ， 我們認(rèn)為它是安靜的 ， 當(dāng)然 ， 一般來說 15分貝以下的我們就可以認(rèn)為它屬于 死寂 的了 。 當(dāng)聲源是一個點時 ， 在各向同性介質(zhì)中的波陣面為以聲源為中心的球面 。 表面波（ Surface wave） 第一章 超聲波檢測 第 6章 常用無損檢測方法 板波 （ 蘭姆波 ） 。 縱波 。 第一章 超聲波檢測 第一節(jié) 超聲檢測的基礎(chǔ)知識 第 6章 常用無損檢測方法 超聲波波長很短，這決定了超聲波具有一些重要特性，使其能廣泛應(yīng)用于無損檢測。 遇有界面時，將產(chǎn)生反射、折射和波型的轉(zhuǎn)換 。 固體介質(zhì)可以承受拉壓應(yīng)力的作用，因此可以傳播縱波，液體和氣體雖不能承受拉應(yīng)力，但在壓應(yīng)力作用下產(chǎn)生容積的變化，因此液體和氣體介質(zhì)也可以傳播縱波。 第一章 超聲波檢測 第 6章 常用無損檢測方法 板波 （ Plate wave） (a) 對稱型； (b) 非對稱型 第一章 超聲波檢測 薄板中部質(zhì)點以縱波形式振動和傳播 薄板中部質(zhì)點以橫波形式振動和傳播 S型 A型 第 6章 常用無損檢測方法 連續(xù)波與脈沖波 連續(xù)波是介質(zhì)中各質(zhì)點振動時間為無窮時的波。 第一章 超聲波檢測 第二節(jié) 超聲場及介質(zhì)的聲參量簡介 第 6章 常用無損檢測方法 聲壓 p 當(dāng)介質(zhì)中有超聲波傳播時，由于介質(zhì)質(zhì)點振動，使介質(zhì)中壓強交替變化。 第一章 超聲波檢測 第 6章 常用無損檢測方法 第一章 超聲波檢測 )dB(II0l g1II)dB(pp20 l gpp21212121 ??? 在實際應(yīng)用過程中，超聲波的幅度或強度也用相同的方法即分貝表示，定義： IL 2m2222112121 cVcpcAI m ???? ???分貝差 第 6章 常用無損檢測方法 目前市售的超聲波探傷儀，其示波屏上波高與聲壓成正比，即任意兩點的波高之比等于相應(yīng)的聲壓之比，二者的分貝差 若對二者取自然對數(shù)，則其單位為奈培 NP： 奈培與分貝的關(guān)系為： )dB(HH20l gpp20l g2121 ???)NP(HHlnppln2121 ???實際檢測時，常按此式 計算超聲波探傷儀示波 頻上任意兩個波高的分 貝差。 非頻散介質(zhì)中， 相速度等于群速度。 平面波不存在擴散衰減，而球面波和柱面波有擴散衰減現(xiàn)象。 上述超聲波縱波垂直入射到單一平界面上的聲壓 、 聲強與其反射率 、 透射率的計算公式 ， 同樣適用于橫波入射的情況 。 這時 ， 橫波反射角 與縱波入射角之間的關(guān)系與光學(xué)中的斯涅耳定律相同 ， 為 L?L?S? 第一章 超聲波檢測 L?第 6章 常用無損檢測方法 第一章 超聲波檢測 斯涅耳定律 Snell39。 第一章 超聲波檢測 L2LL1L s i ns i ncc?? ?L2L1a rc s i nccI ??第 6章 常用無損檢測方法 (2) 第二臨界角 α Ⅱ 。 由于理論計算公式復(fù)雜，因此借助于公式或?qū)嶒灥玫綆追N常見界面的聲壓反射率和透射率圖，見圖 17~19。 平面波在曲面上的透射 c1＜ c2 c1＞ c2 c1＞ c2 c1＜ c2 聚焦 ? ? 發(fā)散 凹面 凹面 凸面 凸面 第 6章 常用無損檢測方法 透射波陣面的形狀取決于曲界面的形狀。 第 6章 常用無損檢測方法 圓盤聲源發(fā)出的聲場 ， 由于聲源尺寸有限 ， 必然在其邊緣發(fā)生衍射效應(yīng)使聲束向周圍空間擴散 ， 形成一個隨距離增大而波陣面面積不斷擴大的擴散聲束 。 指向性與擴散角 第一章 超聲波檢測 圓盤聲源遠(yuǎn)場中任一點的聲壓推導(dǎo) 第 6章 常用無損檢測方法 )(K a s i n)(K a s i n2J 1???Dc 聲場中的 指向性 是指聲場中 θ 方向的聲壓振幅 pmax(θ )與 θ =0176。 而實際聲場近場區(qū)聲壓分布比較均勻 ， 幅度變化小 ， 極值點的數(shù)量也明顯減少 。 A型顯示原理圖 第一章 超聲波檢測 第 6章 常用無損檢測方法 B型顯示顯示的是試件 縱斷面 的一個二維截面圖 ， 屏幕縱坐標(biāo)代表探頭在探測面上沿一直線移動掃查的位置坐標(biāo) ， 橫坐標(biāo)是聲傳播的時間 （ 或距離 ） ?；拘问绞侵碧筋^和斜探頭 ， 直探頭主要用于發(fā)射和接收縱波 ， 斜探頭常用的有橫波探頭 、 表面波探頭 、 板波探頭等 。當(dāng)對實際缺陷大小進行計算時，往往得到的是該缺陷相當(dāng)于多大的規(guī)則反射體， 把這個大小稱為缺陷的 當(dāng)量尺寸 。 fn22 ???? 第一章 超聲波檢測 第 6章 常用無損檢測方法 透射法 （ 穿透法 ） 透射法通常采用兩個探頭 ， 分別放置在試件兩側(cè) ， 一個將脈沖波發(fā)射到試件中 ， 另一個接收穿透試件后的脈沖信號 ， 依據(jù)脈沖波穿透試件后幅值的變化來判斷內(nèi)部缺陷的情況 。 第一章 超聲波檢測 第 6章 常用無損檢測方法 超聲檢測方法可采用多種檢測技術(shù) ， 每種檢測技術(shù)在實施過程中 ， 都有其需要考慮的特殊問題 ， 其檢測過程也各有特點 。 超聲波的頻率在很大程度上決定了其對缺陷的探測能力 。 第六節(jié) 第一章 超聲波檢測 第 6章 常用無損檢測方法 通常 ， 大型鍛件的超聲檢測一般采用 25MHz， 檢測方法廣泛采用直探頭縱波脈沖反射法 ， 有時用斜探頭補充檢測 。 第一章 超聲波檢測 第 6章 常用無損檢測方法 （二） 鑄件缺陷的檢測 鑄件內(nèi)部組織粗大、不均勻、致密性差、表面粗糙、形狀復(fù)雜。 第一章 超聲波檢測 第 6章 常用無損檢測方法 （ 五 ） 許多金屬結(jié)構(gòu)件都采用焊接的方法制造 ， 超聲檢測是對焊接接頭質(zhì)量進行評價的重要檢測手段之一 。 第一章 超聲波檢測 第 6章 常用無損檢測方法 聲速測量 ? 根據(jù)超聲波脈沖在被測介質(zhì)中的傳播時間來計算聲速 ? 用超聲波測厚儀來測量聲速 超聲波測厚 超聲波測厚儀測量速度快、精度高、體積小、輕便精巧，容器內(nèi)積水或結(jié)垢也不會影響測量精度，因此在工業(yè)中大多采用超聲波測厚儀。 儀器靈敏度的調(diào)整和探頭性能 測試應(yīng)在相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)試塊或自制試塊上進行 。 第一章 超聲波檢測 第 6章 常用無損檢測方法 （三） 小型壓力容器殼體超聲檢測 小型壓力容器殼體由低碳不銹鋼鍛造而成，機械加工成半球殼狀。在鋼材的縱向斷面上，呈現(xiàn)出圓形或橢圓形的銀白色斑點稱之為“ 白點 ”，實為交錯的細(xì)小裂紋。 多數(shù)情況下 ， 檢測大厚度的試件時 ， 采用大直徑探頭較為有利；檢測厚度較小的試件時 ， 則采用小直徑探頭較為合理 。 ⑤ 缺陷的評定 。實際檢測中 ， 常采用直接接觸式脈沖反射法 。 耦合劑可以填充探頭與試件間的空氣間隙 ，使超聲波能夠傳入試件 ， 這是使用耦合劑的主要目的 。 下 圖為一組探頭的圖片 。 （ 4） 按是否數(shù)字化分類：可分為數(shù)字式超聲波檢測儀和模擬式超聲波檢測儀所謂數(shù)字式主要指發(fā)射 、 接收電路的參數(shù)控制和接收信號的處理 、 顯示均采用數(shù)字方式的儀器 。 隨著工業(yè)生產(chǎn)自動化程度的提高 ， 對檢測的可靠性 、 速度提出了更高的要求 ， 以往的手工檢測越來越多地被自動檢測系統(tǒng)取代 。 聲壓 p最大值的表達式為 ???????)s i n()s i n(2 10m a x ??? KaKaJxFPP D 第一章 超聲波檢測 圓盤聲源聲場指向性示意圖 第 6章 常用無損檢測方法 主聲束所包含的角度范圍可由距聲源充分遠(yuǎn)處的聲壓分布得到。 如果聲源發(fā)出的波為連續(xù)簡諧波 ， 并假定介質(zhì)為無衰減的液體介質(zhì) ， 則可推出聲源軸上聲壓幅值 P的分布符合下式： ??????????????????? xxDPP 220 4πs i n2?式中： P0為聲源的起始聲壓； D為圓盤聲源的直徑； λ為傳聲介質(zhì)中聲波的波長； x為圓盤聲源軸線上某一點距聲源的距離 。 聚焦探頭中的聲透鏡，如果為球面，將獲得點聚焦；如果為柱面，將獲得線聚集。 當(dāng)曲面是球面時 ， 反射線或其延長線匯聚于一個 焦點 上；反射面為圓柱面時 ， 反射線或其延長線匯聚于一條 焦線上 。 第一章 超聲