【文章內(nèi)容簡介】 則部分聲 能被反射。這種界面可能是材料中某種缺陷（不連續(xù)），如裂紋、分層、孔洞等，也可能是試件的外表面與空氣活水的界面。反射的程度取決于界面兩側(cè)聲阻抗差異的大小，在金屬與氣體的界面上幾乎全部反射。通過探測和分析反射脈沖信號的幅度、位置等信息，可以確定缺陷的存在，評估其大小、位置。通過測量入射波和接收聲波之間聲傳播的時(shí)間可以得知反射點(diǎn)距入射點(diǎn)的距離。 通常用以發(fā)現(xiàn)缺陷并對缺陷進(jìn)行評估的主要信息為：來自材料內(nèi)部各種不連續(xù)的反射信號的存在及其幅度；入射信號與接受信號之間的聲傳播時(shí)間；聲波通過材料以后能量的衰減。 〈 1〉適用于金屬、非金屬、復(fù)合材料等多種材料制件的無損評價(jià)。 〈 2〉穿透能力強(qiáng)，可對較大厚度范圍的試件內(nèi)部缺陷進(jìn)行檢測，可進(jìn)行整個(gè)試件體積的掃查。如對金屬材料，既可檢測厚度 1~2mm 的薄壁管材和板材，也可檢測幾米長的鋼鍛件。 〈 3〉靈敏度高，可檢測材料內(nèi)部尺寸很小的缺陷。 〈 4〉可較準(zhǔn)確地測定缺陷的深度位置，這在很多情況下是十分需要的。 〈 5〉對大多數(shù)超聲技術(shù)的應(yīng)用來說，僅需從一側(cè)接近試件。 〈 6〉設(shè)備輕便，對人體及環(huán)境無害，可作現(xiàn) 場檢測。 〈 1〉由于縱波脈沖反射法存在的盲區(qū)，以及缺陷取向?qū)z測靈敏度的影響，對位于表面和非常近表面的延伸方向平行于表面的缺陷常常難于檢測。 〈 2〉試件形狀的復(fù)雜性，如小尺寸、不規(guī)則形狀、粗糙表面、小曲率半徑西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 8 等，對超聲檢測的可實(shí)施性有較大影響。 〈 3〉材料的某些內(nèi)部結(jié)構(gòu)，如晶粒度、相組成、非均勻性、非致密性等，會(huì)使小缺陷的檢測靈敏度和信噪比變差。 〈 4〉對材料及制件中的缺陷作定性、定量表征，需要檢驗(yàn)者較豐富的經(jīng)驗(yàn)，且常常是不準(zhǔn)確的。 〈 5〉以常用的壓電換能器 為聲源時(shí)，為使超聲波有效地進(jìn)入試件一般需要有耦合劑。 接觸法檢測 接觸法檢測是將探頭與試件表面直接接觸進(jìn)行檢測技術(shù)，通常在探頭與檢測面之間涂有一層很薄的耦合劑，以改善探頭與檢測面之間聲波的傳導(dǎo)。 接觸法檢測的優(yōu)點(diǎn)： a 多為手動(dòng)檢測，操作方便； b 設(shè)備簡單，僅需簡單的儀器及探頭，適合于現(xiàn)場檢驗(yàn)，且成本較低； c 直接耦合，入射聲能損失少，可以提供較大厚度的穿透能力，在相同的探頭參數(shù)下，可比液浸法提供更高的檢測靈敏度。缺點(diǎn)就是手工操作受人為因素較大，耦合不易穩(wěn)定；被檢表面的光潔 度對入射聲能損失影響較大。 焊縫是通過加熱或加壓或兩者并用，用填充材料或不用填充材料使兩個(gè)分離的材料達(dá)到原子結(jié)合的一種加工方法。焊縫工藝有熔焊和壓力焊兩類。超聲檢測的主要對象是熔焊焊縫，焊縫檢測中主要是對焊條電弧焊的檢測。而焊縫接頭形式主要有對接、角接、搭接和 T 型接頭等幾種。其中，超聲檢測最常用于對接接頭，其次是角接和 T 型接頭。接頭的缺陷包括外部缺陷和內(nèi)部缺陷。 外部缺陷有焊縫尺寸不符合要求、未焊透、咬邊、焊瘤、表面氣孔和表面裂紋等，通常采用目視檢測、磁粉檢測、滲透檢測等方法對這些缺陷進(jìn)行檢測。 內(nèi)部 缺陷有氣孔、夾渣、未悍透、未熔合和裂紋等，超聲檢測主要的目的是為了檢測出焊接接頭中存在的內(nèi)部缺陷。其中的氣孔、夾渣是立方型缺陷，危害較小。而裂紋、未熔合是平面型缺陷，危害性大。在焊縫探傷中，由于余高的影響及焊縫中裂紋、未焊透、未熔合等危害性大的缺陷往往與檢測面垂直或成一定的角度，因此一般采用斜射橫波接觸法，在焊縫兩側(cè)進(jìn)行掃查 。 脈沖反射法 脈沖反射法是有超聲波探頭發(fā)射脈沖波到試件內(nèi)部，通過觀察來自內(nèi)部缺陷或試件底面的反射波的情況來對時(shí)間進(jìn)行檢測的方法。 當(dāng)試件不存在缺陷時(shí)，顯示圖像中僅有 反射脈沖和底面回波兩個(gè)信號。而當(dāng)試件中存在有缺陷時(shí)，在發(fā)射脈沖與底面回波之間將來自缺陷回波，通過觀西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 9 察缺陷回波的高度可對缺陷的大小進(jìn)行評估，通過觀察回波距發(fā)射脈沖的距離，可得到缺陷的埋深。當(dāng)材質(zhì)較好且選用的探頭適當(dāng)時(shí)，脈沖回波法可觀察到非常小的缺陷回波，達(dá)到很高的檢測靈敏度。 影響缺陷定位的主要因素 在超聲波探傷過程中影響缺陷定位的主要因素有四大類，分別是：儀器，探頭，工件及人員。 ： 〈 1〉水平線性的影響：儀器水平線性的好壞對缺陷定位有一定的影響。當(dāng)儀器水平線性誤差較大時(shí) ，缺陷定位誤差大。 〈 2〉儀器水平刻度精度的影響：儀器時(shí)基線比例是根據(jù)示波屏上水平刻值來調(diào)節(jié)的，當(dāng)儀器水平刻度值不準(zhǔn)時(shí)，缺陷定位誤差增大 。 ： 〈 1〉聲束偏離的影響：探傷時(shí)無論是垂直入射還是傾斜入射，都假定波束軸線與晶片幾何中心重合，但在制作探頭時(shí)，波束軸線與晶片幾何中心線都會(huì)有一定的偏差，所以在探傷前應(yīng)對波束的偏差情況進(jìn)行測量，以便對結(jié)果進(jìn)行修正，以提高定位精度 〈 2〉探頭雙峰的影響：一般探頭發(fā)射的聲場只有一個(gè)主聲束。遠(yuǎn)場區(qū)軸線上的聲壓最高，但有些探頭性能不好存在兩個(gè)聲束。 當(dāng)發(fā)現(xiàn)缺陷時(shí)不能判定是哪個(gè)主聲束發(fā)現(xiàn)的，因此也就難以確定缺陷的實(shí)際的位置。這樣的探頭在采購時(shí)應(yīng)加以挑試。 〈 3〉斜契磨損的影響，橫波探頭在探傷過程中斜契將會(huì)磨損，當(dāng)斜契后面磨損較大時(shí)折射角增大，探頭 K 值增大，當(dāng)斜契前面磨損較大時(shí)，折射角減小，探頭 K 值減小，此外探頭磨損也會(huì)也會(huì)使探頭入射點(diǎn)發(fā)生變化影響缺陷定位，因此在探傷過程中如發(fā)現(xiàn)探頭磨損時(shí)應(yīng)及時(shí)對探頭參數(shù)進(jìn)行校準(zhǔn) 〈 4〉探頭指向性的影響：探頭半擴(kuò)散角小，指向性好，缺陷定位誤差小，反之定位誤差大。 ： 〈 1〉工件表面粗糙度的影 響：工件表面粗糙不僅耦合不好而且由于表面凹凸不平使聲波進(jìn)入工件的時(shí)間產(chǎn)生差異，當(dāng)凹槽深度為 r/2 時(shí)，則進(jìn)入工件的聲波相位正好相反，使進(jìn)入工件的聲波相位正好相反，使進(jìn)入工件的聲波相互干擾形成分叉，從而使定位困難。 〈 2〉工件材質(zhì)的影響：工件材質(zhì)對缺陷定位的影響可以從聲速和內(nèi)應(yīng)力兩個(gè)西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 10 方面來說，當(dāng)工件與試快的材質(zhì)不同時(shí)，就會(huì)使 K 值發(fā)生變化，另外工件內(nèi)應(yīng)力較大時(shí)，將使聲波的傳播速度和方向發(fā)生變化，當(dāng)應(yīng)力方向與波的傳播方向一致時(shí)，若為壓縮應(yīng)力，則應(yīng)力作用使試件彈性增強(qiáng)，這時(shí)聲速加快，反之，若為拉伸應(yīng)力，則聲速減 慢，當(dāng)應(yīng)力與波的傳播方向不一致時(shí)，質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)軌跡受應(yīng)力干擾使波的傳播方向發(fā)生變化均會(huì)影響缺陷定位。 〈 3〉工件表面形狀的影響，探測工件曲面時(shí)，探頭與工件接觸有兩種情況。一種是平面與曲面的接觸，這時(shí)為點(diǎn)或線觸，握持不當(dāng)時(shí)，探頭折射角容易發(fā)生變化。另一種是將探頭斜契磨成曲面。探頭與工件曲面接觸，這時(shí)折射角和聲束形狀可發(fā)生變化都會(huì)影響缺陷定位。 〈 4〉工件邊界的影響：當(dāng)缺陷靠近工件邊界時(shí)，由于側(cè)臂反射波與直接入射波在缺陷處產(chǎn)生干涉，使聲場聲壓分布發(fā)生變化，聲束軸線發(fā)生偏離，使缺陷定位誤差增加。 〈 5〉工件溫度的影響：探頭的 K 值一般在室溫下測定的，當(dāng)探測的工件溫度發(fā)生變化時(shí)，工件的聲速發(fā)生變化，使探頭的折射角隨之發(fā)生變化影響缺陷定位。 〈 6〉工件中缺陷情況的影響：工件內(nèi)缺陷方向也會(huì)影響缺陷定位，缺陷傾斜時(shí)，擴(kuò)散波束入射至缺陷時(shí)回波較高，而定位是誤以為缺陷在軸線上，從而導(dǎo)致定位不準(zhǔn)。 \ 4 .操作人員的影響： 〈 1〉儀器時(shí)基線比例的影響：儀器時(shí)基線比例一般在試快上調(diào)節(jié)，當(dāng)工件與試塊的聲速不同時(shí)，儀器的時(shí)基線比例發(fā)生變化，影響缺陷定位精度。另外，調(diào)節(jié)比例時(shí)，回波前沿沒有 對準(zhǔn)相應(yīng)水平刻度或讀數(shù)不準(zhǔn)，但缺陷定位誤差增加。 〈 2〉測試入射點(diǎn) k 值的影響：橫波探傷時(shí)，當(dāng)測定探頭的入射點(diǎn)， k 值誤差較大時(shí)，也會(huì)影響缺陷定位。 〈 3〉定位方法的影響：橫波周向探測圓柱同形工件時(shí)缺陷定位與平板不同。若仍按平板工件處理，那么定位誤差將會(huì)增 西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 11 3 超聲波檢測儀器型號和一些基本設(shè)備 超聲檢測設(shè)備與器材包括超聲檢測儀、探頭、試塊、耦合劑等，其中儀器和探頭對超聲檢測系統(tǒng)的能力起關(guān)鍵性作用。了解其原理、構(gòu)造和作用及其主要性能，是正確選擇檢測設(shè)備與器材并進(jìn)行有效檢測的保證 。 ： 圖 31 Anyscan 31 型超聲波探傷儀 Anyscan31 型數(shù)字超聲探傷儀介紹： Anyscan31型數(shù)字超聲探傷儀的設(shè)計(jì)全面考慮了用戶的各種使用需求和習(xí)慣，廣泛參考了眾多超聲檢測設(shè)備的設(shè)計(jì)和應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，采用國際最先進(jìn)的硬件、軟件、聲學(xué)、人體工學(xué)等技術(shù)，使得其無論在指標(biāo)的優(yōu)越性、功能的實(shí)用性還是使用的方便性等方面都領(lǐng)先于同類產(chǎn)品。是 我司奉獻(xiàn)給業(yè)界的又一款精品 使用上不但操作方便快捷，而且豐富、實(shí)用的輔助功能也幫助用戶大大提高了工作效率，使原來繁重的檢 測工作變得輕松。而且其獨(dú)有的寬頻特性使得無論低頻還是高頻的探頭都能匹配，各種檢測需求都能滿足，達(dá)到了正如其名字 “ Anyscan” (任意掃查 )的境界。 Anyscan31 型數(shù)字超聲探傷儀性能 : ? 領(lǐng)先的技術(shù)指標(biāo)，豐富實(shí)用的輔助功能 ? 簡潔的按鍵和菜單設(shè)置，操作方便 西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 12 ? 400MHz實(shí)時(shí)硬件采樣率，回波脈沖更逼真可靠 ? 寬頻低噪聲放大電路，可匹配低頻和高頻探頭 ? 良好的屏蔽設(shè)計(jì)，抗干擾能力強(qiáng) ? 〞彩色液晶高分辨率顯示屏 Anyscan31 型數(shù)字超聲探傷儀 特點(diǎn)及功能 ： ? DAC 曲線生成、存儲(chǔ) 、調(diào)用功能： 制作簡單：逐個(gè)取點(diǎn)，自動(dòng)生成評定線、定量線、 DAC 線、判廢線四條曲線 編輯方便：可自主修正各取樣點(diǎn)，曲線間距可自主調(diào)整 (適應(yīng)各種標(biāo)準(zhǔn) ) ? 射頻顯示功能：真實(shí)顯示原始波形，方便細(xì)致分析回波特點(diǎn)，輔助缺陷的定性分析 ? 曲面修正功能：自動(dòng)校正弧面探測結(jié)果 ? 峰值記憶功能：幫助記錄最高回波 ? 包絡(luò)功能：記錄回波的變化軌跡 ? 自動(dòng)測試回波頻譜功能：可用于測試探頭頻譜特性 ? 增益自動(dòng)調(diào)節(jié)功能：自動(dòng)增益高度可自行調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)快捷調(diào)節(jié)回波高度 ? 焊縫檢測圖形示意功能：直觀的圖形顯示，缺陷位置一目了 然，圖片可存儲(chǔ)于探傷報(bào)告中，回放、打印均很方便 ? 智能化的設(shè)備校準(zhǔn)程序：包括快速校準(zhǔn)材料聲速，自動(dòng)測量探頭延時(shí)，自動(dòng)校準(zhǔn)探頭 K值，標(biāo)定探頭更容易 ? 快捷通道設(shè)置功能： 30 個(gè)快捷通道可設(shè)置并存儲(chǔ) 30 組探傷參數(shù)，存儲(chǔ)、調(diào)用操作快捷簡便 ? 報(bào)告自動(dòng)生成功能：系統(tǒng)根據(jù)探傷參數(shù)及檢測數(shù)據(jù)自行生成探傷報(bào)告，報(bào)告包含詳細(xì)的探傷參數(shù)、波形圖像和詳細(xì)的回波數(shù)據(jù)，并且可直接連接打印機(jī)打印報(bào)告，或者與計(jì)算機(jī)連接保存于計(jì)算機(jī) ? 連續(xù)存儲(chǔ)回放功能：記錄檢測過程中屏幕內(nèi)回波波形與數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)變化，使數(shù)據(jù)記錄更詳細(xì)，類似攝像功能 的菜單設(shè)置，通俗易懂操作方便，且存儲(chǔ)文件可隨時(shí)直接轉(zhuǎn)存于 U盤等存儲(chǔ)設(shè)備 ? 波形顯示區(qū)域縮放功能：波形顯示區(qū)域可縮可放，利用屏幕更充分 ? 閘門區(qū)域放大功能：把閘門區(qū)域放大到整個(gè)波形顯示區(qū)進(jìn)行顯示，方便觀察波形細(xì)節(jié) 西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 13 Anyscan31 型數(shù)字超聲探傷儀 基本性能指標(biāo)： 178。 水平線性誤差：＜ % 178。 垂直線性誤差：＜ 3% 178。 靈敏度余量：＞ 62dB 178。 動(dòng)態(tài)范圍：＞ 32dB 178。 電噪聲水平：＜ 20% 178。 遠(yuǎn)場分辨率：＞ 36dB 178。 工作方式：單晶、雙晶方式 178。 發(fā)射脈沖：負(fù)尖波 178。 工作頻率范圍： ～ 15MHz，頻率分段可選，匹配探頭更具針對性 178。 重復(fù)頻率： 25Hz～ 1000Hz 178。 采樣頻率：硬件實(shí)時(shí)采樣頻率 400MHz 178。 檢測范圍： ～ 9999mm(鋼縱波 )，連續(xù)可調(diào)，可切換步進(jìn) 178。 聲速范圍： 1000m/s～ 15000m/s，連續(xù)可調(diào)，可切換步進(jìn) 178。 掃描延時(shí)： 10mm～ 1000mm，連續(xù)可調(diào)，可切換步進(jìn) 178。 探頭延時(shí)： 0μs ～ 178。 匹配阻尼： 25Ω 、 50Ω 、 200Ω 、 500Ω 178。 增益調(diào)節(jié)： 0 dB～ 110 dB，分 178。 檢波方式：全波、正半波、負(fù) 半波 178。 顯示屏： 高亮度 TFT 液晶， 640179。480 象素 178。 測量模式：前沿或峰 178。 參數(shù)存儲(chǔ)：可存儲(chǔ)常用探傷參數(shù)及檢測結(jié)果數(shù)據(jù) 178。 報(bào)警：硬件報(bào)警，聲、光兩種方式，可設(shè)置進(jìn)波、失波、 DAC 報(bào)警模式 17