【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 用的頻率為 ~25MHz。以脈沖反射技術(shù)為例，由聲源產(chǎn)生的脈沖波被引入被檢測(cè)的試件中后，若材料是均質(zhì)的，則聲波沿一定的方向， 以恒定的速度向前傳播。隨著距離的增加，聲波的強(qiáng)度由于擴(kuò)散和材料內(nèi)部的散射和吸收而逐漸減少。當(dāng)遇到兩側(cè)聲阻抗有差異的界面時(shí)，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(guò)探測(cè)和分析反射脈沖信號(hào)的幅度、位置等信息， 可以確定缺陷的存在，評(píng)估其大小、位置。通過(guò)測(cè)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(duì)缺陷進(jìn)行評(píng)估的主要信息為：來(lái)自材料內(nèi)部各種不連續(xù)的反射信號(hào)的存在及其幅度；入射信號(hào)與接受信號(hào)之間的聲傳播時(shí)間；聲波通過(guò)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(wú)損評(píng)價(jià)。 〈 2〉穿透能力強(qiáng)，可對(duì)較大厚度范圍的試件內(nèi)部缺陷進(jìn)行檢測(cè)，可進(jìn)行整個(gè)試件體積的掃查。如對(duì)金屬材料，既可檢測(cè)厚度 1~2mm 的薄壁 管材和板材，也可檢測(cè)幾米長(zhǎng)的鋼鍛件。 〈 3〉靈敏度高，可檢測(cè)材料內(nèi)部尺寸很小的缺陷。 〈 4〉可較準(zhǔn)確地測(cè)定缺陷的深度位置，這在很多情況下是十分需要的。 〈 5〉對(duì)大多數(shù)超聲技術(shù)的應(yīng)用來(lái)說(shuō)，僅需從一側(cè)接近試件。 〈 6〉設(shè)備輕便，對(duì)人體及環(huán)境無(wú)害，可作現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)。 〈 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(cè)靈敏度的影響，對(duì)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(cè)。 〈 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(duì)超聲檢測(cè)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(cè)靈敏度和信噪比變差。 〈 4〉對(duì)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(cè) 接觸法檢測(cè)是將探頭與試件表面直接接觸進(jìn)行檢測(cè)技術(shù)，通常在探頭與檢測(cè)面之間涂有一層很薄的耦合劑，以改善探頭與檢測(cè)面之間聲波的傳導(dǎo)。 接觸法檢測(cè)的優(yōu)點(diǎn)： a 多為手動(dòng)檢測(cè)，操作方便； b 設(shè)備簡(jiǎn)單，僅需簡(jiǎn)單的儀器及探頭，適合于現(xiàn)場(chǎng)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(cè)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(duì)入射聲能損失影響較大。 焊縫是通過(guò)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(cè)的主要對(duì)象是熔焊焊縫，焊縫檢測(cè)中主要是對(duì)焊條電弧焊的檢測(cè)。而焊縫接 頭形式主要有對(duì)接、角接、搭接和 T 型接頭等幾種。其中，超聲檢測(cè)最常用于對(duì)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(cè)、磁粉檢測(cè)、滲透檢測(cè)等方法對(duì)這些缺陷進(jìn)行檢測(cè)。 內(nèi)部缺陷有氣孔、夾渣、未悍透、未熔合和裂紋等，超聲檢測(cè)主要的目的是為了檢測(cè)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(cè)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(guò)觀察來(lái)自內(nèi)部缺陷或試件底面的反射波的情況來(lái)對(duì)時(shí)間進(jìn)行檢測(cè)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(hào)。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(lái)自缺陷回波，通過(guò)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(duì)缺陷的大小進(jìn)行評(píng)估，通過(guò)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(cè)靈敏度。 影響缺陷定位的主要因素 在超聲波探傷過(guò)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(duì)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(lái)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(wú)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(duì)波束的偏差情況進(jìn)行測(cè)量，以便對(duì)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(chǎng)只有一個(gè)主聲束。遠(yuǎn)場(chǎng)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(gòu)時(shí)應(yīng)加以挑試。 〈 3〉斜契磨損的影響，橫波探頭在探傷過(guò)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(guò)程中如發(fā)現(xiàn)探頭磨損時(shí)應(yīng)及時(shí)對(duì)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(duì)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(lái)說(shuō)，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(cè)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(chǎng)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(cè)定的，當(dāng)探測(cè)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(méi)有對(duì)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(cè)試入射點(diǎn) k 值的影響：橫波探傷時(shí)，當(dāng)測(cè)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(cè)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(cè)儀器型號(hào)和一些基本設(shè)備 超聲檢測(cè)設(shè)備與器材包括超聲檢測(cè)儀、探頭、試塊、耦合劑等，其中儀器和探頭對(duì)超聲檢測(cè)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(cè)設(shè)備與器材并進(jìn)行有效檢測(cè)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(cè)設(shè)備 的設(shè)計(jì)和應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，采用國(guó)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(wú)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(lái)繁重的檢測(cè)工作變得輕松。而且其獨(dú)有的寬頻特性使得無(wú)論低頻還是高頻的探頭都能匹配，各種檢測(cè)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(jiǎn)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(jiǎn)單：逐個(gè)取點(diǎn)，自動(dòng)生成評(píng)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(cè)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(cè)試回波頻譜功能：可用于測(cè)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(cè)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(cè)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(jiǎn) 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(cè)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(cè)過(guò)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(pán)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(mén)區(qū)域放大功能：把閘門(mén)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(chǎng)分辨率：＞ 36dB 178。 工作方式：?jiǎn)尉?、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(duì)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(cè)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