第七章焊接質(zhì)量檢驗(yàn)(編輯修改稿)
2025-08-10 01:42 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 UT） 超聲波是頻率超過(guò)20kHz的機(jī)械振動(dòng)波，具有能透入金屬材料深處的特性，而且由一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí)，在界面發(fā)生反射和折射，同時(shí)在傳播中被介質(zhì)部分吸收，使能量發(fā)生衰減。超聲波探傷就利用了超聲波的上述特性。（1）超聲波的發(fā)生磁致伸縮或電致伸縮都可產(chǎn)生超聲波，工業(yè)探傷一般采用電致伸縮探頭來(lái)發(fā)生和接收超聲波。探頭內(nèi)的壓電晶片由鈦酸鋇或石英片制成。晶片兩面鍍銀形成兩個(gè)電極。壓電晶片可將高頻電壓轉(zhuǎn)變?yōu)槌暠?，即發(fā)射超聲波；也可將超聲波轉(zhuǎn)變?yōu)楦哳l電壓，即接收超聲波。（2）超聲波探傷原理超生波探傷通常采用的是脈沖反射式超聲波探傷儀，它是由脈沖超聲波發(fā)生器（高頻脈沖發(fā)生器）、聲電換能器（探頭）、接收放大器和顯示器四大部分組成。其探傷原理是，開(kāi)始掃描時(shí)，高頻脈沖發(fā)生器發(fā)出的電壓作用于探頭上的晶片，使晶片振動(dòng)，產(chǎn)生超聲波脈沖，向工件中傳播時(shí)遇到底面和不同聲阻抗的缺陷時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生反射波。反射波被晶片接收后轉(zhuǎn)變?yōu)殡娒}沖訊號(hào)，經(jīng)放大器送至示波管，在掃描線上相應(yīng)缺陷和底面位置的顯示出缺陷脈沖和底脈沖的波形，其波幅大小表示反射的強(qiáng)弱。因此，由示波管熒光屏上的圖形，可判斷工件內(nèi)有無(wú)缺陷以及缺陷的位置和大小。（3）影響探傷靈敏性的因素①超聲波波長(zhǎng)和頻率②超聲波發(fā)射重復(fù)頻率③探傷儀的盲區(qū)④工件探傷面光潔度（4）超聲波探傷方法 超聲波探傷方法分為脈沖反射法、穿透法和共振法三種。應(yīng)用最多的是單探頭式脈沖反射法。超聲波脈沖反射法采用兩種探頭：直探頭和斜探頭。直探頭用縱波垂直入射，斜探頭是用橫波斜射。縱波在固體、液體、氣體中都能傳播，而橫波只能在固體中傳播。橫波斜探頭探傷是焊縫探傷的主要方法，下面主要討論橫波探傷。①探頭的移動(dòng)方式和范圍探頭的移動(dòng)方式見(jiàn)圖710。移動(dòng)寬度按壓力容器殼體厚度T而定。T為8～46mm時(shí)移動(dòng)寬度不小于2TK＋50mm；T為46～120mm時(shí)則不小于TK十50mm。K值的選擇見(jiàn)表71。②缺陷位置的確定為確定缺陷在焊縫中的位置，必須識(shí)別缺陷波。首先用適當(dāng)?shù)臉?biāo)準(zhǔn)試塊（沒(méi)有缺陷）標(biāo)定發(fā)射波、一次底波與二次底波的位置。（圖711）橫波由探頭進(jìn)入焊件，材料發(fā)生變化，有一部分波被反射回探頭，所以在顯示器上出現(xiàn)一個(gè)脈沖波（發(fā)射波）；橫波到達(dá)焊件底面時(shí)，由于橫波不能在氣態(tài)傳播，所以幾乎所有的波都以一定的反射角反射到焊件中，由于沒(méi)有波返回探頭，所以橫波探傷在顯示器上實(shí)際看不到底波。為了確定缺陷在焊件中的位置要借助工件同質(zhì)同厚的標(biāo)準(zhǔn)試塊用正射波法或反射波法測(cè)定假想的底波（一次底波和二次底波），方法是：使探頭對(duì)著與標(biāo)準(zhǔn)試塊的垂直端面由邊緣起慢慢向后移動(dòng)，找到底角反射波（底角處橫波反射是向回反射，所以顯示器上出現(xiàn)一次底波），然后繼續(xù)向后移動(dòng)探頭，由于折射角度發(fā)生變化，所以一次底波又看不見(jiàn)了，但是工件聲波入射點(diǎn)到試塊底面的距離是不變的，也就是一次底波到發(fā)射波之間的距離能夠反映工件的厚度。繼續(xù)向后移動(dòng)探頭，找到二次底波（在另一個(gè)角，波也被返回）。換上實(shí)際工件進(jìn)行測(cè)試（圖711），如果工件中存在缺陷，超聲波在傳播中正好遇到它，那么由于缺陷物質(zhì)和金屬不同，就會(huì)有一部分波反射回來(lái)（當(dāng)然，界面與入射波越垂直，效果越好），在顯示器上出現(xiàn)缺陷波。這樣就可以確定缺陷的位置。如果缺陷在發(fā)射波和一次底波之間，那么（圖711）：由于FG/FH =AD/AE=AB/AC=BD/CE，所以，缺陷到探頭位置的距離SX=AB=ACFG/FH=htgβ.FG/FH 缺陷的深度Z=BD=CEFG/FH= hFG/FH。如果缺陷在發(fā)射波和二次底波之間，那么：由于GH/FH =DC/CE=BC/AC=BD/AE，所以：SX=AB=ACBC=ACAC.GH/FH=2htgβ(1GH/FH) Z=BD=2hGH/FH上面是準(zhǔn)確確定缺陷位置，如果是粗略判斷，那么：若在發(fā)射波與一次底波之間出現(xiàn)缺陷波，則缺陷在焊縫下半部；在一次和二次底波之間出現(xiàn)的缺陷波，說(shuō)明缺陷在焊縫上半部?？梢?jiàn)一次底波可探焊縫的下半部；二次底波可探焊縫的上半部。越近一次底波的缺陷波說(shuō)明缺陷越靠近焊縫底部，越近二次底波的缺陷波說(shuō)明缺陷越靠近焊縫表面。③缺陷大小的確定缺陷大小是指缺陷對(duì)聲束反射的面積。在超聲波探傷中，實(shí)際測(cè)得的缺陷總是和實(shí)際缺陷的大小有出入的。缺陷的定量可采用當(dāng)量法和半波高法。當(dāng)量法用于缺陷反射面小于聲束截面的情況，二半波高法則用于缺陷反射面大于聲束截面的情況。
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