第47次课基础知识课件.ppt

第四节第四节 由圆形压电晶片产生的声场简介由圆形压电晶片产生的声场简介 一、圆形压电晶片声场中的声压一、圆形压电晶片声场中的声压圆盘声源轴线上的声压公式：圆盘声源轴线上的声压公式： 1第4-7次课(基础知识)圆盘声源轴线上声压分布曲线圆盘声源轴线上声压分布曲线 二、近场区、远场区和超声波的指向性二、近场区、远场区和超声波的指向性 1 1．近场区．近场区 近场长度近场长度N N：声源轴线上最后：声源轴线上最后一个声压极大值点距声源的距离一个声压极大值点距声源的距离2第4-7次课(基础知识) 实际工作中近场长度的计算公式为：实际工作中近场长度的计算公式为： 近场区：声场中距离小于近场区：声场中距离小于N N的区域，又称菲涅尔区的区域，又称菲涅尔区 近场区的声压特点：声束扩展不明显，但由于干涉作用，近场区的声压特点：声束扩展不明显，但由于干涉作用，声压与距离的关系较复杂，存在多个极大值点与极小值点声压与距离的关系较复杂，存在多个极大值点与极小值点 2 2．远场区．远场区 远场区：大于近场长度远场区：大于近场长度N N的区域，又称为夫琅和费区。

的区域，又称为夫琅和费区 远场区声压特点：声压随距离的增大单调下降远场区声压特点：声压随距离的增大单调下降当当 时，时， 3第4-7次课(基础知识) 3 3．超声波的指向性．超声波的指向性 主主声声束束：：超超声声场场中中超超声声波波的的能能量量主主要要集集中中于于以以声声轴轴为为中中心心的的某一角度范围内，这一范围称为主声束某一角度范围内，这一范围称为主声束 声场的指向性：声束集中向一个方向辐射的性质声场的指向性：声束集中向一个方向辐射的性质 副瓣声束：在主声束角度范围以外，还存在一些能量很低的、副瓣声束：在主声束角度范围以外，还存在一些能量很低的、只存在于声源附近的副瓣声束只存在于声源附近的副瓣声束 指向角：指向角： 4第4-7次课(基础知识)一、超声检测设备一、超声检测设备 1 1．超声波检测仪．超声波检测仪第五节第五节 超声波检测方法超声波检测方法（（1 1））A A型显示型显示 横坐标横坐标————时间时间纵坐标纵坐标————信号幅度信号幅度 xfBBFTtftb探头探头缺陷缺陷接收接收声压声压超声波传超声波传播时间播时间优点：简单，方便，适用面广。

优点：简单，方便，适用面广缺点：难以判断缺陷的几何形状缺点：难以判断缺陷的几何形状 5第4-7次课(基础知识)（（2 2））B B型显示型显示 横轴横轴————探头移动的距离；纵轴探头移动的距离；纵轴————探伤深度探伤深度 缺点：当声束照射的路径中存在大的缺陷时，其后面的小缺点：当声束照射的路径中存在大的缺陷时，其后面的小缺陷和底面反射就无法被记录下来缺陷和底面反射就无法被记录下来 （（3 3））C C型显示型显示显示的是试件的一个平面投影图显示的是试件的一个平面投影图优点：能得出缺陷的形状及大小优点：能得出缺陷的形状及大小缺点：不能确定缺陷的深度缺点：不能确定缺陷的深度 6第4-7次课(基础知识)2 2．超声波探头．超声波探头 （（1 1）工作原理）工作原理 正压电效应：压电晶体在拉力或压力作用下形变时产生正压电效应：压电晶体在拉力或压力作用下形变时产生交变电场的现象交变电场的现象————接收超声波接收超声波 逆压电效应：压电晶体在交变电场作用下产生伸缩形变逆压电效应：压电晶体在交变电场作用下产生伸缩形变的现象————产生（发射）超声波。

产生（发射）超声波压电晶片压电晶片7第4-7次课(基础知识)（（2 2）探头的结构）探头的结构8第4-7次课(基础知识) ① ①压电晶片压电晶片 以压电效应发射并接收超声波的元件以压电效应发射并接收超声波的元件 ② ②阻尼块和吸声材料阻尼块和吸声材料 a. a.阻尼吸收块阻尼吸收块 作用：作用：ⅰ.ⅰ.对压电晶片的振动起阻尼作用对压电晶片的振动起阻尼作用 ⅱ. ⅱ.吸收晶片向其背面发射的超声波吸收晶片向其背面发射的超声波 ⅲ. ⅲ.对晶片起支撑作用对晶片起支撑作用 ③ ③保护膜保护膜 ④ ④斜楔斜楔 9第4-7次课(基础知识) （（3 3）探头的主要种类）探头的主要种类 ① ①接触式纵波直探头接触式纵波直探头 用于发射垂直于探头表面传播的纵波用于发射垂直于探头表面传播的纵波 ② ②接触式斜探头接触式斜探头 包括横波斜探头、瑞利波探头、兰姆波探头等包括横波斜探头、瑞利波探头、兰姆波探头等 特点：压电晶片贴在一有机玻璃特点：压电晶片贴在一有机玻璃斜楔斜楔上，上，晶片与探头表面晶片与探头表面成一定倾角成一定倾角。

其他：双晶探头、水浸探头、可变角探头等其他：双晶探头、水浸探头、可变角探头等10第4-7次课(基础知识) （（4 4）探头的主要性能指标）探头的主要性能指标 ① ①频率频率 频率对超声波检测的主要影响：频率对超声波检测的主要影响： 1 1）超声波的检测灵敏度约为）超声波的检测灵敏度约为 ；； 2 2）频率高脉冲宽度小，分辨力高；）频率高脉冲宽度小，分辨力高； 3 3）频率高，声束指向性好，能量集中，有利于缺陷定位；）频率高，声束指向性好，能量集中，有利于缺陷定位； 4 4）频率高，近场长度大；）频率高，近场长度大； 5 5）频率高，衰减大频率高，衰减大 频率的选择基本原则：在保证灵敏度的前提下，频率的选择基本原则：在保证灵敏度的前提下，尽可能选用较低的频率尽可能选用较低的频率11第4-7次课(基础知识)频率范围频率范围 应应 用用2525～～100KHz100KHz混凝土、木杆、岩石及其它粗结构材料混凝土、木杆、岩石及其它粗结构材料200KHz200KHz～～1MHz1MHz铸件：灰口铁、可锻铸铁及其它粗晶材料，如铜铸件：灰口铁、可锻铸铁及其它粗晶材料，如铜400KHz400KHz～～5MHz5MHz铸件：钢、铅、黄铜及其它细晶材料铸件：钢、铅、黄铜及其它细晶材料200KHz200KHz～～2.25MHz2.25MHz塑料和类似材料，如固体火箭燃料和粉末料塑料和类似材料，如固体火箭燃料和粉末料1 1～～10MHz10MHz锻件（黑色和有色金属）锻件（黑色和有色金属）1 1～～10MHz10MHz维修检查，特别是疲劳裂纹维修检查，特别是疲劳裂纹2.252.25～～10MHz10MHz玻璃、陶瓷玻璃、陶瓷小缺陷、近表面缺陷、薄件小缺陷、近表面缺陷、薄件————较高频率；较高频率；大厚试件、高衰减材料大厚试件、高衰减材料————较低频率较低频率12第4-7次课(基础知识) ② ②检测灵敏度检测灵敏度 指指的的是是探探头头与与探探伤伤仪仪配配合合起起来来，，在在最最大大深深度度上上发发现现最最小小缺陷的能力。

缺陷的能力 ③ ③检测分辨力检测分辨力 纵纵向向分分辨辨力力：：沿沿声声波波传传播播方方向向，，对对两两个个相相邻邻缺缺陷陷的的分分辨辨能力 横横向向分分辨辨力力：：声声波波传传播播方方向向上上对对两两个个并并排排缺缺陷陷的的分分辨辨能能力  试分析，纵向分辨力和横向分辨力与哪些因素有关？试分析，纵向分辨力和横向分辨力与哪些因素有关？13第4-7次课(基础知识)（（5 5）超声波探头型号的表示方法）超声波探头型号的表示方法 探头型号的组成项目及排列顺序探头型号的组成项目及排列顺序基本频率基本频率晶片尺寸晶片尺寸晶片材料晶片材料探头种类探头种类特征特征 压电材料压电材料代号代号锆钛酸铅陶瓷锆钛酸铅陶瓷P钛酸钡陶瓷钛酸钡陶瓷B钛酸铅陶瓷钛酸铅陶瓷T铌酸锂单晶铌酸锂单晶L碘酸锂单晶碘酸锂单晶I石英单晶石英单晶Q其他压电材料其他压电材料N种类种类代号代号直探头直探头Z斜探头斜探头（用（用K值表示）值表示）K斜探头（用折射角表示）斜探头（用折射角表示）X分割探头分割探头FG水浸探头水浸探头SJ表面波探头表面波探头BM可变角探头可变角探头KB表示晶片材料的代号表示晶片材料的代号表示探头种类的代号表示探头种类的代号14第4-7次课(基础知识)2.5 B 20 Z直探头直探头圆形晶片，直径圆形晶片，直径20mm钛酸钡钛酸钡频率为频率为2.5MHz 5 P K 3用用K值表示的斜探头值表示的斜探头矩形晶片矩形晶片锆钛酸铅陶瓷锆钛酸铅陶瓷频率为频率为5MHzK值为值为3思考思考：：2.5 I 14 SJ 10DJ特征：水浸聚焦探头：水中焦距特征：水浸聚焦探头：水中焦距 聚焦探头：聚焦探头：DJ——DJ——点聚焦，点聚焦，XJ——XJ——线聚焦线聚焦例：例：15第4-7次课(基础知识) （（1 1）标准试块（校准试块））标准试块（校准试块） 具具有有规规定定的的材材质质、、表表面面状状态态、、几几何何形形状状与与尺尺寸寸，，可可用用以以评评定定和校准超声检测设备。

和校准超声检测设备 常用标准试块：国际焊接学会常用标准试块：国际焊接学会IIWIIW试块、美国试块、美国ASTMASTM铝合金标铝合金标准试块（准试块（ASTME127ASTME127）、我国的）、我国的CSK-1CSK-1试块P34P34）） （（2 2）对比试块（参考试块））对比试块（参考试块） 以特定方法检测特定试件时所用的试块以特定方法检测特定试件时所用的试块3 3．试块．试块 16第4-7次课(基础知识) 耦合剂：为了改善探头与试件间声能的传递而加在探头和耦合剂：为了改善探头与试件间声能的传递而加在探头和检测面之间的液体薄层检测面之间的液体薄层4 4．耦合剂．耦合剂 （（1 1）耦合剂的作用）耦合剂的作用 ①①排除探头和试件之间的空气排除探头和试件之间的空气 ②②润滑作用润滑作用 （（2 2）对耦合剂的要求）对耦合剂的要求 ①①透声性能好，声阻抗尽量和被探测材料的声阻抗相近透声性能好，声阻抗尽量和被探测材料的声阻抗相近②②有足够的润湿性，适当的附着力和粘度有足够的润湿性，适当的附着力和粘度③③对试件无腐蚀，对人体无损害，对环境无污染。

对试件无腐蚀，对人体无损害，对环境无污染④④容易清除，不易变质，价格便宜，来源方便容易清除，不易变质，价格便宜，来源方便 17第4-7次课(基础知识)（（3 3）常用耦合剂）常用耦合剂 ① ①水水 ② ②甘油甘油 ③ ③全损耗系统用油（俗称机油）和变压器油全损耗系统用油（俗称机油）和变压器油  其他的耦合方式？其他的耦合方式？18第4-7次课(基础知识)二、仪器与探头的选择二、仪器与探头的选择 1. 1.检测仪的选择检测仪的选择 基本要求：性能稳定、重复性好和可靠性好基本要求：性能稳定、重复性好和可靠性好 根据探测要求和现场条件选择：根据探测要求和现场条件选择： 定位要求高定位要求高————水平线性误差小；水平线性误差小； 定量要求高定量要求高————垂直线性好、衰减器精度高；垂直线性好、衰减器精度高； 大型零件大型零件————灵敏度高、信噪比高、功率大；灵敏度高、信噪比高、功率大； 发现近表面缺陷、区分相邻缺陷发现近表面缺陷、区分相邻缺陷————盲区小、分辨率高；盲区小、分辨率高； 室外现场检测室外现场检测————重量轻、荧光屏亮度好、抗干扰能力重量轻、荧光屏亮度好、抗干扰能力强的便携式检测仪。

强的便携式检测仪19第4-7次课(基础知识) 2. 2.探头的选择探头的选择 选择依据：被检对象的形状、衰减和技术要求选择依据：被检对象的形状、衰减和技术要求 （（1 1）探头型式的选择）探头型式的选择纵波直探头纵波直探头————平行于探测面的缺陷；平行于探测面的缺陷；横波斜探头横波斜探头————与探测面成一定角度的缺陷；与探测面成一定角度的缺陷；表面波探头表面波探头————工件表面缺陷；工件表面缺陷；双晶探头双晶探头————工件近表面缺陷；工件近表面缺陷；聚焦探头聚焦探头————水浸探测管材或板材水浸探测管材或板材20第4-7次课(基础知识)（（2 2）频率的选择）频率的选择小缺陷、近表面缺陷、薄件小缺陷、近表面缺陷、薄件————较高频率；较高频率；大厚试件、高衰减材料大厚试件、高衰减材料————较低频率较低频率 频率对超声波检测的主要影响：频率对超声波检测的主要影响： 1 1）超声波的检测灵敏度约为）超声波的检测灵敏度约为 ；； 2 2）频率高脉冲宽度小，分辨力高；）频率高脉冲宽度小，分辨力高； 3 3）频率高，声束指向性好，能量集中，有利于缺陷定位；）频率高，声束指向性好，能量集中，有利于缺陷定位； 4 4）频率高，近场长度大；）频率高，近场长度大； 5 5）频率高，衰减大。

频率高，衰减大 频率的选择基本原则：在保证灵敏度的前提下，频率的选择基本原则：在保证灵敏度的前提下，尽可能选用较低的频率尽可能选用较低的频率21第4-7次课(基础知识) （（3 3）探头晶片尺寸的选择）探头晶片尺寸的选择 晶片大小对检测的主要影响：晶片大小对检测的主要影响： 1 1）晶片尺寸大，声束指向性好；）晶片尺寸大，声束指向性好； 2 2）晶片尺寸增大，）晶片尺寸增大，近场长度迅速增大；近场长度迅速增大； 3 3）晶片尺寸大，辐射的超声波能量大，发现远距离缺陷能）晶片尺寸大，辐射的超声波能量大，发现远距离缺陷能力增强晶片尺寸的选择：晶片尺寸的选择：检测面积范围大，厚度较大检测面积范围大，厚度较大————大晶片探头；大晶片探头；小型工件、检测表面不太平整、曲率大小型工件、检测表面不太平整、曲率大————小晶片探头小晶片探头22第4-7次课(基础知识)三、超声检测方法三、超声检测方法 ①①按原理分类：脉冲反射法、穿透法、共振法按原理分类：脉冲反射法、穿透法、共振法②②按显示方式分类：按显示方式分类：A A型显示、型显示、B B型显示、型显示、C C型显示型显示③③按波型分类：纵波法、横波法、瑞利波法、兰姆波法按波型分类：纵波法、横波法、瑞利波法、兰姆波法④④按探头数目分类：单探头法、双探头法、多探头法按探头数目分类：单探头法、双探头法、多探头法⑤⑤按耦合方式分类：接触法、液浸法按耦合方式分类：接触法、液浸法⑥⑥按入射角度分类：直射声束法、斜射声束法按入射角度分类：直射声束法、斜射声束法 1 1．透射法（穿透法）．透射法（穿透法） 优点：优点：1 1）适合检测高衰减的材料；）适合检测高衰减的材料； 2 2））特特别别适适用用于于单单一一产产品品大大批批量量加加工工制制造造过过程程中中的的机机械化自动检测；械化自动检测； 3 3）在试件中几乎不存在盲区。

在试件中几乎不存在盲区 23第4-7次课(基础知识)缺点：缺点：1 1）只能判断缺陷的有无和大小，不能确定缺陷的深度；）只能判断缺陷的有无和大小，不能确定缺陷的深度； 2 2）当缺陷尺寸小于波束宽度时，灵敏度低；）当缺陷尺寸小于波束宽度时，灵敏度低； 3 3）安装探头较复杂安装探头较复杂 24第4-7次课(基础知识)2 2．脉冲反射法．脉冲反射法 （（1 1）工作原理）工作原理 25第4-7次课(基础知识) 1 1）优点：）优点： ① ①检测灵敏度高，能发现较小的缺陷检测灵敏度高，能发现较小的缺陷 ② ②可对缺陷精确定位可对缺陷精确定位 ③ ③操作方便操作方便 ④ ④适用范围广，适用于各种形状的试件适用范围广，适用于各种形状的试件 2 2）缺点：）缺点： ① ①采用纵波垂直入射检查时，存在一定盲区采用纵波垂直入射检查时，存在一定盲区 ② ②对主平面与声束轴线不垂直的缺陷对主平面与声束轴线不垂直的缺陷, ,容易造成缺陷漏检容易造成缺陷漏检 ③ ③不适用检测衰减太大的材料不适用检测衰减太大的材料 （（2 2）特点）特点26第4-7次课(基础知识) 3 3．接触法．接触法 优点：优点： 1 1）多为手动检测，操作方便。

多为手动检测，操作方便 2 2）设备简单，适合于现场检验，成本较低设备简单，适合于现场检验，成本较低 3 3））入入射射声声能能损损失失少少；；在在相相同同的的探探头头参参数数下下，，可可比比液液浸浸法法提提供更高的检测灵敏度供更高的检测灵敏度 缺点：缺点： 1 1）受人为因素影响较大，耦合不易稳定受人为因素影响较大，耦合不易稳定 2 2）被检表面的表面粗糙度对入射声能损失影响大被检表面的表面粗糙度对入射声能损失影响大27第4-7次课(基础知识)4 4．液浸法．液浸法1 1）优点：）优点：①①探头与试件不接触，超声波的发射与接收都比较稳定，探头与试件不接触，超声波的发射与接收都比较稳定，可检测粗糙面可检测粗糙面②②探头的角度可任意调节探头的角度可任意调节③③探头不直接接触试件，损坏的可能性小，寿命长探头不直接接触试件，损坏的可能性小，寿命长④④便于实现聚焦声束检测，满足高灵敏度、高分辨率检测便于实现聚焦声束检测，满足高灵敏度、高分辨率检测的需要⑤⑤便于实现自动检测，减少影响检测可靠性的人为因素便于实现自动检测，减少影响检测可靠性的人为因素2 2）缺点：声能损失大，需要相应的辅助设备。

缺点：声能损失大，需要相应的辅助设备28第4-7次课(基础知识)第六节第六节 超声检测技术的应用超声检测技术的应用 一、超声检测的基本问题一、超声检测的基本问题  1.对被检对象的了解与要求对被检对象的了解与要求 了解：被检对象的材料牌号、热处理状态、制造方法、表了解：被检对象的材料牌号、热处理状态、制造方法、表面状态、最大加工余量、影响其使用性能的缺陷种类及形成原面状态、最大加工余量、影响其使用性能的缺陷种类及形成原因、缺陷的最大可能取向及大小、被检部位的受力方向及验收因、缺陷的最大可能取向及大小、被检部位的受力方向及验收标准  检测时机：热处理之后、机械加工之前检测时机：热处理之后、机械加工之前  对被检对象的要求：超声波进入面的表面粗糙度为对被检对象的要求：超声波进入面的表面粗糙度为Ra1.6~3.2(接触法接触法) 29第4-7次课(基础知识) 2.入射方向的选择入射方向的选择  入射方向：使声束中心线与缺陷面，特别是与最大受力方入射方向：使声束中心线与缺陷面，特别是与最大受力方向垂直的缺陷面尽可能接近垂直。

向垂直的缺陷面尽可能接近垂直  3.对检测仪的选择（已介绍）对检测仪的选择（已介绍） 4.对探头的选择（已介绍）对探头的选择（已介绍） 5. 对耦合剂的选择（已介绍）对耦合剂的选择（已介绍） 6.对比试块的选择（已介绍）对比试块的选择（已介绍） 7.检测仪的调节检测仪的调节 （（1）探伤灵敏度的调整）探伤灵敏度的调整 （（2）测定范围的调整）测定范围的调整30第4-7次课(基础知识) 8.扫查扫查 原则：原则： 1）保证试件的整个检查区有足够的声束覆盖以避免漏检；）保证试件的整个检查区有足够的声束覆盖以避免漏检； 2）扫查过程中声束入射方向始终符合规定扫查过程中声束入射方向始终符合规定 （（1）扫查方式）扫查方式 圆盘、长条形、大型轴类圆盘、长条形、大型轴类 （（2）扫查速度）扫查速度（（3）接触的稳定性）接触的稳定性（（4）同步与协调（双探头探伤））同步与协调（双探头探伤）31第4-7次课(基础知识)9.缺陷位置和长度的确定缺陷位置和长度的确定（（1）缺陷平面位置的确定）缺陷平面位置的确定 获得缺陷的最大反射波所在的位置。

接触法）获得缺陷的最大反射波所在的位置接触法）（（2）缺陷埋藏深度的确定）缺陷埋藏深度的确定 荧光屏的水平刻度上读出荧光屏的水平刻度上读出3）缺陷长度的确定）缺陷长度的确定半波高度法（半波高度法（6dB6dB法法 ））适用范围：缺陷面积大于声束截面适用范围：缺陷面积大于声束截面32第4-7次课(基础知识)TFBTFBTFBL方法：方法：33第4-7次课(基础知识)（（1）缺陷本身的大小、形状、取向、表面状态及内含物）缺陷本身的大小、形状、取向、表面状态及内含物（和基体声阻抗不匹配），以及缺陷的埋藏深度；（和基体声阻抗不匹配），以及缺陷的埋藏深度；（（2）仪器和探头的特性及它们之间的连接和匹配；）仪器和探头的特性及它们之间的连接和匹配；（（3）试件探测面的形状、粗糙度、基体组织结构等；）试件探测面的形状、粗糙度、基体组织结构等；（（4）耦合条件）耦合条件10.10.影响缺陷回波幅度的因素影响缺陷回波幅度的因素34第4-7次课(基础知识)二、典型构件的超声检测技术二、典型构件的超声检测技术  1 1．大型锻件超声检测．大型锻件超声检测 （（1 1）锻件的特点）锻件的特点 特点：特点： a. a.其组织经热变形可以变得很细其组织经热变形可以变得很细 b. b.缺陷的取向、形态和分布情况受变形量和变形方向影响缺陷的取向、形态和分布情况受变形量和变形方向影响明显明显 c. c.缺陷多呈现面积型或长条形的特点，适宜于超声检测。

缺陷多呈现面积型或长条形的特点，适宜于超声检测 35第4-7次课(基础知识) （（2 2）锻件中最常见缺陷）锻件中最常见缺陷 缺陷来源：缺陷来源：a.a.由铸锭中缺陷引起的缺陷由铸锭中缺陷引起的缺陷 b. b.锻造过程及热处理中产生的缺陷锻造过程及热处理中产生的缺陷 1 1）缩孔）缩孔2 2）缩松）缩松 3 3）夹杂物）夹杂物 4 4）裂纹）裂纹 5 5）折叠）折叠 6 6）白点）白点钢锻件中由于氢的存在所产生的小裂纹钢锻件中由于氢的存在所产生的小裂纹 36第4-7次课(基础知识) （（3 3）锻件超声检测的特点）锻件超声检测的特点 检测方法：常采用直探头纵波脉冲反射法检测方法：常采用直探头纵波脉冲反射法 探探头头频频率率：：2 2～～10MHz10MHz，，对对组组织织很很细细的的锻锻件件可可选选10MHz10MHz以以上上的 声声束束入入射射方方向向：：尽尽可可能能使使声声束束方方向向与与锻锻造造流流线线方方向向垂垂直直见教材（见教材P40P40）） 检测时机：原则上应选择在热处理后，冲孔、开槽等精加检测时机：原则上应选择在热处理后，冲孔、开槽等精加工工序之前进行。

工工序之前进行 37第4-7次课(基础知识)2 2．铸件缺陷的检测．铸件缺陷的检测（（1 1）铸件的特点）铸件的特点 a.a.组织不均匀，一般来说晶粒比较粗大；组织不均匀，一般来说晶粒比较粗大；b.b.组织不致密组织不致密c.c.表面粗糙，形状复杂表面粗糙，形状复杂d.d.缺陷的种类和形状复杂缺陷的种类和形状复杂 （（2 2）铸件超声检测的特点）铸件超声检测的特点 a. a.超声波穿透性差超声波穿透性差 b.b.杂波干扰严重杂波干扰严重 c.c.缺陷检测要求较低缺陷检测要求较低 38第4-7次课(基础知识)（（3 3）铸件检测常用技术）铸件检测常用技术①①检测技术检测技术a.a.反射法反射法适用于：内部质量较好的铸件适用于：内部质量较好的铸件b.b.底波衰减法底波衰减法 ② ②检测条件检测条件 a. a.检测频率的选择检测频率的选择 由铸件厚度及其热处理状态决定由铸件厚度及其热处理状态决定 厚度不大又经过热处理，材质得到改善的铸件厚度不大又经过热处理，材质得到改善的铸件——2——2～～5MHz5MHz 厚度较大或未经热处理的铸件厚度较大或未经热处理的铸件——0.5——0.5～～1MHz1MHz b. b.耦合剂的选择耦合剂的选择 粘度较大的耦合剂粘度较大的耦合剂 , ,或用水浸法或用水浸法 39第4-7次课(基础知识) 3 3．小型压力容器壳体超声检测．小型压力容器壳体超声检测 方法：斜探头横波检测方法：斜探头横波检测+ +表面波探头。

壁厚小于表面波探头壁厚小于3mm3mm的薄的薄壳体只可用表面法检测壳体只可用表面法检测 注意事项：将探头斜楔磨制成与工件相同曲率的球面；注意事项：将探头斜楔磨制成与工件相同曲率的球面；K K值值1.5—21.5—2，频率，频率2.5—5MHz2.5—5MHz 40第4-7次课(基础知识) 4 4．焊缝检测．焊缝检测 （（1 1）常用的焊接接头形式与常用坡口形式）常用的焊接接头形式与常用坡口形式    对接接头对接接头 搭接接头搭接接头 T T型接头型接头 角接接头角接接头常用坡口形式常用坡口形式 （（2 2）焊缝中的常见缺陷）焊缝中的常见缺陷 1 1）外部缺陷：焊缝尺寸不合要求、未焊透、咬边、焊瘤、）外部缺陷：焊缝尺寸不合要求、未焊透、咬边、焊瘤、表面裂纹、烧穿等；表面裂纹、烧穿等； 2 2）内部缺陷：夹渣、夹杂物、未焊透、未熔合、气孔、裂）内部缺陷：夹渣、夹杂物、未焊透、未熔合、气孔、裂纹等最危险的缺陷最危险的缺陷41第4-7次课(基础知识) （（3 3）焊缝检测常用方法）焊缝检测常用方法 内部缺陷：射线检测。

内部缺陷：射线检测 缺缺点点：：不不容容易易发发现现裂裂纹纹和和未未焊焊透透，，尤尤其其是是微微裂裂纹纹和和轻轻微微未未焊透因此可用超声检测焊缝裂纹和未焊透因此可用超声检测焊缝裂纹和未焊透 超声检测方法：超声检测方法： 横波探伤横波探伤————横波斜探头在焊缝两侧作直接接触扫查横波斜探头在焊缝两侧作直接接触扫查 探头频率：探头频率：2 2～～2.5MHz2.5MHz（为提高分辨力可用（为提高分辨力可用5MHz5MHz）） 探头角度：主要由工件厚度决定，同时考虑焊缝形状和缺探头角度：主要由工件厚度决定，同时考虑焊缝形状和缺陷位置和方向工件越厚，入射角越小陷位置和方向工件越厚，入射角越小42第4-7次课(基础知识)三、超声波测量技术三、超声波测量技术 1 1．声速的测量．声速的测量2 2．厚度的测量．厚度的测量              德国超声波测厚仪德国超声波测厚仪日本超声波测厚仪日本超声波测厚仪43第4-7次课(基础知识)第十节第十节 横波探伤要点横波探伤要点 横波探伤：利用横波进行探伤的方法。

横波探伤：利用横波进行探伤的方法 产生横波的方法：利用透声斜楔使纵波斜入射至界面，在产生横波的方法：利用透声斜楔使纵波斜入射至界面，在被检试件中产生折射横波被检试件中产生折射横波 44第4-7次课(基础知识)一次波一次波跨距跨距跨距点跨距点0.5跨距:0.5跨距的声程:45第4-7次课(基础知识)一、探伤前的准备一、探伤前的准备 1 1．频率、探头尺寸及耦合剂的选择．频率、探头尺寸及耦合剂的选择 在在同同一一种种材材料料中中横横波波的的速速度度约约为为纵纵波波的的一一半半，，因因此此对对同同一一频频率率的的超超声声波波的的波波长长也也约约减减小小至至一一半半，，故故而而指指向向性性更更好好，，分分辨辨力力更更好好，，检检测测灵灵敏敏度度可可更高，但声衰减会更大，穿透能力会降低更高，但声衰减会更大，穿透能力会降低 2 2．折射角的选择．折射角的选择 横波检测的声程范围一般应在近场影响区以外，以利于缺陷定量，但太横波检测的声程范围一般应在近场影响区以外，以利于缺陷定量，但太远则会因衰减造成声能损失太大而影响灵敏度，一般在远则会因衰减造成声能损失太大而影响灵敏度，一般在1N—5N1N—5N之间。

之间 横波探伤的波次最好用一次、二次波可减小因表面粗横波探伤的波次最好用一次、二次波可减小因表面粗糙而造成的声能损失）糙而造成的声能损失） 欲满足波次和声程的选择，对于给定的试件厚度，探头折欲满足波次和声程的选择，对于给定的试件厚度，探头折射角度应适当选择，对于薄试件要用较少波次检测而声程范围射角度应适当选择，对于薄试件要用较少波次检测而声程范围又要时钟，探头折射角需选择大些又要时钟，探头折射角需选择大些46第4-7次课(基础知识) 3 3．斜探头入射点的测定．斜探头入射点的测定 入射点：斜探头超声波束中心线入射探伤面的一点入射点：斜探头超声波束中心线入射探伤面的一点 斜探头在使用过程中斜楔会磨损，使标记入射点的位置偏斜探头在使用过程中斜楔会磨损，使标记入射点的位置偏移，因此在使用前要校正入射点在使用过程中也要根据使用移，因此在使用前要校正入射点在使用过程中也要根据使用状态进行校正状态进行校正 采用采用IIWIIW试块进行测定试块进行测定 试件厚度试件厚度(mm)(mm)折射角折射角试件厚度试件厚度(mm)(mm)折射角折射角1010以下以下80º80º2525～～60605050～～60º60º1010～～252570º70º6060以上以上45º45º折射角的选择折射角的选择47第4-7次课(基础知识) 4 4．斜探头主声束偏离的测定及是否有双峰的测定．斜探头主声束偏离的测定及是否有双峰的测定 将将探探头头对对准准IIWIIW试试块块上上的的的的棱棱边边，，前前后后移移动动，，在在找找出出最最大大反反射射波波时时再再前前后后移移动动探探头头并并观观察察荧荧光光屏屏，，如如再再前前后后移移动动探探头头时时反反射射波波的的幅幅度度随随之之下下降降，，说说明明探探头头无无双双峰峰。

如如再再前前后后移移动动时时反反射射波波幅幅度度下下降降后后又又回回升升出出现现另另一一峰峰值值，，则则说明探头发射的声束有双峰，不宜采用说明探头发射的声束有双峰，不宜采用 5 5．斜探头在钢中折射角的测定．斜探头在钢中折射角的测定 根据折射角的大小，须将探头放在根据折射角的大小，须将探头放在IIWIIW试块不同的位置进行测量试块不同的位置进行测量 6 6．零点校正与测定范围的调整．零点校正与测定范围的调整 零零点点校校正正：：在在横横波波探探伤伤中中，，为为了了定定位位方方便便，，需需要要将将声声波波在在斜斜楔楔中中的的传传播播时时间间扣扣除除，，以以便便将将探探头头的的入入射射点点作作为为声声程程计计算算的的零点，扣除这段声程的作业就叫零点校正零点，扣除这段声程的作业就叫零点校正 48第4-7次课(基础知识) 8 8．距离幅度校正曲线的制作．距离幅度校正曲线的制作 相相同同大大小小的的的的缺缺陷陷，，因因声声程程不不同同，，其其回回波波幅幅度度也也不不同同因因此此进进行行超超声声波波探探伤伤时时，，如如要要根根据据缺缺陷陷回回波波幅幅度度判判定定缺缺陷陷是是否否有有害就必须按不同声程对回波幅度进行修正。

害就必须按不同声程对回波幅度进行修正 9 9．探伤灵敏度的调整．探伤灵敏度的调整 即即用用指指定定的的用用于于调调整整灵灵敏敏度度的的试试块块中中的的反反射射体体调调整整探探伤伤仪仪的增益，使反射体的回波达到指定的幅度的增益，使反射体的回波达到指定的幅度 7 7．入射点、折射点和测量范围的综合校正．入射点、折射点和测量范围的综合校正 用用IIWIIW标准试块测定折射角标准试块测定折射角ββ时，时，φ50mmφ50mm孔的回波声程孔的回波声程W W与与折射角折射角ββ之间的关系为：之间的关系为： 标称折射角标称折射角4545º：（：（W45+25W45+25））cosβ=70cosβ=70 标称折射角标称折射角6060º：（：（W60+25W60+25））cosβ=70cosβ=70 标称折射角标称折射角7070º：（：（W70+25W70+25））cosβ=30cosβ=30 49第4-7次课(基础知识)二、探伤作业二、探伤作业 1 1．扫查．扫查 基本方法：前后扫查、左右扫查、转动扫查和环绕扫查基本方法：前后扫查、左右扫查、转动扫查和环绕扫查 2 2．缺陷位置的确定．缺陷位置的确定 3 3．缺陷当量值的确定．缺陷当量值的确定 通过将缺陷回波幅度与所用试块中相同埋深的人工缺陷回通过将缺陷回波幅度与所用试块中相同埋深的人工缺陷回波幅度进行对比，从而确定其当量值。

波幅度进行对比，从而确定其当量值 4 4．缺陷长度的测定．缺陷长度的测定 （（1 1）波高衰减法）波高衰减法 1 1）最大波高衰减法）最大波高衰减法 2 2）端点最大波高衰减法）端点最大波高衰减法 3 3）最大波高衰减深度修正法）最大波高衰减深度修正法 （（2 2）法高限度法）法高限度法 50第4-7次课(基础知识)三、横波探伤的程序三、横波探伤的程序 了了解解检检测测对对象象→→选选定定探探伤伤面面→→选选定定探探伤伤仪仪、、探探头头（（频频率率、、折折射射角角、、晶晶片片尺尺寸寸等等））→→选选定定测测定定范范围围→→校校正正入入射射点点、、检检查查声声束束偏偏离离及及是是否否有有双双峰峰→→调调整整测测定定范范围围→→校校正正折折射射角角→→综综合合校校正正→→验验证证距距离离幅幅度度校校正正曲曲线线→→调调整整灵灵敏敏度度→→休休整整探探伤伤面面→→划划出出扫扫查线（必要时）查线（必要时）→→探伤探伤→→评定缺陷评定缺陷 最后给出记录和报告最后给出记录和报告 51第4-7次课(基础知识)第二章第二章 射线检测射线检测 概概 述述 射线检测：利用各种射线的穿透性能及不同材料对射线的射线检测：利用各种射线的穿透性能及不同材料对射线的吸收、衰减程度不同，对被检工件的质量、尺寸、特性等作出吸收、衰减程度不同，对被检工件的质量、尺寸、特性等作出判断。

判断 试件试件dxIdIx52第4-7次课(基础知识) 优点：优点： （（1 1））几几乎乎适适用用于于所所有有材材料料，，且且对对零零件件形形状状及及其其表表面面粗粗糙糙度度没有严格要求；没有严格要求； （（2 2））射射线线检检测测图图像像较较直直观观，，对对缺缺陷陷尺尺寸寸和和性性质质的的判判断断比比较较容易；容易； （（3 3）射线底片能长期存档，便于分析事故原因射线底片能长期存档，便于分析事故原因 缺点：缺点： （（1 1））对对平平面面缺缺陷陷的的检检测测灵灵敏敏度度较较低低，，当当裂裂纹纹面面与与射射线线近近于垂直时就很难检测出来；于垂直时就很难检测出来； （（2 2）成本相对来说较高，检验周期相对较长；）成本相对来说较高，检验周期相对较长； （（3 3）射线对人体有害，需要有防护设备射线对人体有害，需要有防护设备 53第4-7次课(基础知识) 课堂练习课堂练习 1. 1.当任务给定时，选择超声波检测仪和探头时应对哪些当任务给定时，选择超声波检测仪和探头时应对哪些方面进行考虑？方面进行考虑？ 2. 2.试述超声波传播过程中产生衰减的原因和规律。

试述超声波传播过程中产生衰减的原因和规律 3. 3.为提高检测结果的可靠性，应对被检试件进行哪些了为提高检测结果的可靠性，应对被检试件进行哪些了解？解？ 54第4-7次课(基础知识)。