無(wú)損檢測(cè)基礎(chǔ)知識(shí)

1、無(wú)損檢測(cè)基礎(chǔ)知識(shí)1.力學(xué)性能指標(biāo)有: 強(qiáng)度、硬度、塑性、韌性 2.應(yīng)力腐蝕脆性斷裂；由于拉應(yīng)力與介質(zhì)腐蝕聯(lián)合作用引起的低應(yīng)力脆性斷裂叫做應(yīng)力腐蝕。應(yīng)力腐蝕產(chǎn) 生的必要條件：1元件承受拉應(yīng)力的作用2具有與材料種類相匹配的特定腐蝕介質(zhì)環(huán)境3材料對(duì)應(yīng)力腐蝕的敏感程度。對(duì)鋼材而言應(yīng)力腐蝕的敏感性與的成分、組織及熱處理情況有關(guān)。 3.熱處理是將固態(tài)金屬及合金按預(yù)定要求進(jìn)行加熱，保溫和冷卻，以改變其內(nèi)部組織，從而獲得所要求性能的一種工藝過(guò)程。4.熱處理的基本工藝過(guò)程 加熱，保溫和冷卻三個(gè)階段構(gòu)成的，溫度和時(shí)間是影響熱處理的主要因素 5.處理工藝分: 退火、正火、淬火、回火、化學(xué)熱處理 6.退火目的：均勻組

2、織、降低硬度、消除內(nèi)應(yīng)力、改善切削加工性能。7.消除應(yīng)力退火目的 ： 消除焊接過(guò)程中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力、擴(kuò)散焊縫的氫，提高焊縫抗裂性和韌性，也能改善焊縫和熱影響區(qū)的組織，穩(wěn)定結(jié)構(gòu)形狀。8.正火主要目的: 細(xì)化晶粒，均勻組織，降低內(nèi)應(yīng)力承壓類特種設(shè)備常用材料應(yīng)具有的特點(diǎn) 1足夠的強(qiáng)度;2良好的韌性;3 良好的加工工藝性能 4. 良好的低倍組織和表面質(zhì)量5 良好的耐高溫性6. 良好的抗腐蝕性能。 9.藥皮的作用：穩(wěn)弧作用、保護(hù)作用、冶金作用、摻合金作用、改善焊接工藝性能。10.手工電弧焊的焊接規(guī)范：焊接電流、電弧電壓、焊條直徑、焊接速度、焊接層數(shù)。11.坡口的形式的選擇要考慮以下因素：1.保證焊透 2.

3、充填焊縫部位的金屬要盡量少 3.便于施焊，改善勞動(dòng)條件，對(duì)圓筒形構(gòu)件盡量減少內(nèi)焊接 4.應(yīng)盡量減少焊接變形量。12.焊接變形和應(yīng)力的形成：1、焊件上的溫度分布不均勻 2、熔敷金屬的收縮 3、金屬組織的轉(zhuǎn)變 4、焊件的剛性拘束13.焊接應(yīng)力的控制措施：1.合理的裝配與焊接順序 2.焊前預(yù)熱 14,消除焊接應(yīng)力的方法：1、熱處理法 2、機(jī)械法 3、振動(dòng)法15.控制焊接質(zhì)量的工藝措施：1預(yù)熱 2焊接能量參數(shù) 3多層焊多道焊 4緊急后熱 5焊條烘烤和坡口清潔16.焊后熱處理有利作用：1、減輕殘余應(yīng)力 2、改善組織，降低淬硬性 3、減少擴(kuò)散氫17.低合金鋼的焊接特點(diǎn) 1熱影響區(qū)的淬硬傾向比較大 2容易出

4、現(xiàn)冷裂紋18產(chǎn)生冷裂紋的主要原因；1. 氫的聚集 2.淬硬組織 3.焊接應(yīng)力大小19.奧氏體不銹鋼的焊接時(shí)，防止或減少晶間腐蝕的主要措施； 1使焊縫形成雙相組織 2嚴(yán)格控制含碳量 3添加穩(wěn)定劑 4焊后熱處理 5采用正確的焊接工藝20.奧氏體不銹鋼的焊接時(shí)，防止產(chǎn)生熱裂紋的主要措施；1在焊縫中加入形成鐵素體的元素 2減少母材和焊縫的含碳量 3嚴(yán)格控制焊接規(guī)范 21.鍋爐定義：利用各種燃料、電或其它能源，將所盛裝的液體加熱到一定參數(shù)，并承載一定壓力的密閉設(shè)備，其范圍規(guī)定為容積大于或等于30L的承壓蒸汽鍋爐；出口水壓大于或等于0.1Mpa（表壓），且額定功率大于或等于0.1MW的承壓熱水鍋爐；有機(jī)熱

5、載體鍋爐。22.鍋爐的特點(diǎn): 1連續(xù)工作；2高壓、高溫、工作條件惡劣；3具有爆炸危險(xiǎn)性；4破壞性極大。23.鍋爐的主要參數(shù): 容量、 壓力、 溫度24.鍋爐的三大附件: 安全閥、壓力表、水位計(jì) 25.壓力容器的含義 ：盛裝氣體或液體。承受一定壓力的密閉設(shè)備，其范圍規(guī)定為最高工作壓力Pw0.1Mpa，且壓力與容積的乘積2.5 MpaL的氣體，液化氣體或最高溫度標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)的液體的固定式容器和移動(dòng)式容器；盛裝公稱工作壓力0.2Mpa，且壓力與容積的乘積1.0MpaL的氣體，液化氣體和標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)60度的液體的氣瓶，醫(yī)用氧艙等，可以認(rèn)為這個(gè)規(guī)定是對(duì)壓力容器作出的最權(quán)威的定義。26.影響壓力容器設(shè)計(jì)的主要工藝

6、參數(shù): 1壓力2溫度 3直徑 27.壓力管道的定義：指利用一定的壓力，用于輸送氣體或液體的管狀設(shè)備，其范圍規(guī)定為最高工作壓力大于或等于0.1Mpa（表壓）的氣體，液化氣體，蒸汽介質(zhì)或可燃，易燃，有毒，有腐蝕性，最高工作溫度高于或等于標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)的液體介質(zhì)，且公稱直徑大于25mm的管道。28.無(wú)損檢測(cè)的定義: 在不損壞工件的前提下，以物理或化學(xué)方法為手段，借助先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備器材，對(duì)工件的內(nèi)部及表面的結(jié)構(gòu)，性質(zhì)，狀態(tài)進(jìn)行檢查和測(cè)試的方法稱為無(wú)損檢測(cè)。29.無(wú)損檢測(cè)的目的1保證產(chǎn)品質(zhì)量2保障使用安全3改進(jìn)制造工藝4降低生產(chǎn)成本30.無(wú)損檢測(cè)的應(yīng)用特點(diǎn)1無(wú)損檢測(cè)要與破壞性檢測(cè)相結(jié)合2正確選用實(shí)施無(wú)損檢測(cè)

7、的時(shí)機(jī)3選用最恰當(dāng)?shù)臒o(wú)損檢測(cè)方法4綜合應(yīng)各種無(wú)損檢測(cè)方法第一章 緒論1.超聲波檢測(cè)定義：指超聲波與工件作用，就反射、透射和衍射的波進(jìn)行研究，對(duì)工件進(jìn)行宏觀缺陷檢測(cè)、幾何特性測(cè)量、組織結(jié)構(gòu)和力學(xué)性變化的檢測(cè)和表征，并進(jìn)而對(duì)其特定應(yīng)用進(jìn)行評(píng)價(jià)的技術(shù)。超聲探傷所用的頻率一般在0.525MHz之間，對(duì)鋼等金屬材料的檢驗(yàn)，常用的頻率為0.510MHz。2.超聲波的特性：1.方向性好；2.能量高；3.能在界面上產(chǎn)生反射、折射、衍射和波型轉(zhuǎn)換；4.穿透能力強(qiáng)。3.超聲檢測(cè)的工作原理：1、聲源產(chǎn)生超聲波，采用一定的方式使超聲波進(jìn)入工件。2、超聲波在工件中傳播并與工件材料以及其中的缺陷相互作用，使其 傳播方向或

8、特征被改變。3、改變后的超聲波通過(guò)檢測(cè)設(shè)備被接收，并可對(duì)其進(jìn)行處理和分析；4、根據(jù)接收的超聲波特征，評(píng)估工件本身及其內(nèi)部是否存在缺陷及缺陷的特征。4.通常用來(lái)發(fā)現(xiàn)缺陷和對(duì)其進(jìn)行評(píng)估的基本信息為：1、是否存在來(lái)自缺陷的超聲波信號(hào)及其幅度。2、入射聲波與接收聲波之間的傳播時(shí)間。3、超聲波通過(guò)材料以后能量的衰減。5.超聲波檢測(cè)方法分類：按原理分類1.脈沖反射法；2.衍射時(shí)差法；3.穿透法 4.共振法；按波形分類：縱波、橫波、表面波、板波、爬波等按檢測(cè)接觸方式分類：1.直接法、2.液浸法、3.電磁耦合法6.超聲波檢測(cè)的 優(yōu)點(diǎn)：1適用于金屬、非金屬和復(fù)合材料等多種制件的無(wú)損檢測(cè)；2穿透能力強(qiáng)，可對(duì)較大厚

9、度范圍內(nèi)的工件內(nèi)部缺陷進(jìn)行檢測(cè)；3缺陷定位較準(zhǔn)確；4對(duì)面積型缺陷的檢出率較高；5靈敏度高，可檢測(cè)工件內(nèi)部很小的缺陷；6檢測(cè)成本低、速度快，設(shè)備輕便，對(duì)人體及環(huán)境無(wú)害，現(xiàn)場(chǎng)使用方便等。缺點(diǎn)：1對(duì)缺陷的定性、定量仍需要作進(jìn)一步研究，定性及定量仍然存在困難；2對(duì)具有復(fù)雜形狀或不規(guī)則外型的工件進(jìn)行超聲波檢測(cè)有困難；3缺陷的取向、位置和形狀對(duì)檢測(cè)結(jié)果有影響；4工件材質(zhì)、晶粒度對(duì)檢測(cè)有較大影響，影響超聲波的衰減；5.A型脈沖反射法檢測(cè)結(jié)果是波形顯示，不直觀，模擬超聲波探傷儀對(duì)檢測(cè)結(jié)果無(wú)直接見(jiàn)證記錄。第二章 超聲波探傷的物理基礎(chǔ)1.機(jī)械波 是機(jī)械振動(dòng)在彈性介質(zhì)中的傳播過(guò)程。如水波、聲波、超聲波等。 電磁波

10、是交變電磁場(chǎng)在空間的傳播過(guò)程。如無(wú)線電波、紅外線、可見(jiàn)光、紫外線、X 射線、 射線等。2.彈性介質(zhì)：這種質(zhì)點(diǎn)間以彈性力聯(lián)系在一起的介質(zhì)稱為彈性介質(zhì)。一般固體、液體、氣體都可視為彈性介質(zhì)。3.機(jī)械波的產(chǎn)生：彈性介質(zhì)中的一個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)就會(huì)引起鄰近質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)，鄰近質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)又會(huì)引起較遠(yuǎn)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)，于是振動(dòng)就以一定的速度由近及遠(yuǎn)地向各個(gè)方向傳播開(kāi)來(lái)，從而就形成了機(jī)械波。4.機(jī)械波必須具備兩個(gè)條件:1.要有作機(jī)械振動(dòng)的波源；2.能傳播機(jī)械振動(dòng)的彈性介質(zhì)。 5.振動(dòng)與波動(dòng)是互相關(guān)聯(lián)的，振動(dòng)是產(chǎn)生波動(dòng)的根源，波動(dòng)是振動(dòng)狀態(tài)的傳播。波動(dòng)中介質(zhì)各質(zhì)點(diǎn)并不隨波前進(jìn)，只是以交變的振動(dòng)速度在各自的平衡位置附近往復(fù)運(yùn)動(dòng)

11、。波動(dòng)是振動(dòng)狀態(tài)的傳播過(guò)程，也是振動(dòng)能量的傳播過(guò)程。這種能量的傳播，不是靠質(zhì)點(diǎn)的遷移來(lái)實(shí)現(xiàn)的，而是由各質(zhì)點(diǎn)的位移連續(xù)變化來(lái)逐漸傳播出去的。 6.機(jī)械波的主要物理量：波長(zhǎng)單位：mm、m 頻率 ：f 單位：赫茲（Hz）波速 ：C 單位：m/s km/s C= f 或=C/f波長(zhǎng)與波速成正比，與頻率成反比。機(jī)械波的周期或頻率只與振源有關(guān)，與傳播介質(zhì)無(wú)關(guān)。機(jī)械波的波動(dòng)頻率等于振源的振動(dòng)頻率。波的類型1.縱波L（壓縮波或疏密波）鋼中縱波聲速為5960m/s?？v波應(yīng)用于鋼板、鍛件探傷。2.橫波S(T) （剪切波） 鋼中橫波聲速一般為3230m/s。橫波應(yīng)用于焊縫、鋼管探傷。3.表面波R（瑞利波）表面波應(yīng)用

12、于鋼管探傷，一般認(rèn)為表面波探傷只能發(fā)現(xiàn)距工件表面兩倍波長(zhǎng)深度內(nèi)的缺陷。4.板波（SH波和蘭姆波）板波應(yīng)用于薄板、薄壁鋼管探傷。7.超聲波在介質(zhì)中的傳播速度是表征介質(zhì)聲學(xué)特性的重要參數(shù)。超聲波、次聲波和聲波都是機(jī)械波，同一波型在同一介質(zhì)中的傳播速度是相同的。 超聲波在介質(zhì)中的傳播速度與介質(zhì)的彈性模量和密度有關(guān)。8.超聲波的傳播速度與下列因素有關(guān)：1）介質(zhì)：彈性模量、密度、彈性變形形式、尺寸大小、均勻性等;2）超聲波的波型：如縱波、橫波與表面波等;3）超聲波本身的性質(zhì)： C= f ;4）溫度: 一般固體中的聲速隨介質(zhì)溫度升高而降低。9.固體介質(zhì)中的聲速與介質(zhì)的密度和彈性模量等有關(guān)，不同的介質(zhì)聲速不

13、同；介質(zhì)的彈性模量愈大，密度愈小，則聲速愈大。2）聲速與波的類型有關(guān)，在同一種固體介質(zhì)中，縱波、橫波和表面波的聲速各不相同，并存在如下關(guān)系：CLCSCR 對(duì)于鋼材: CL:CS:CR=1.8 : 1 : 0.9固體介質(zhì)中的聲速與介質(zhì)溫度、應(yīng)力、均勻性有關(guān)。 一般固體中的聲速隨介質(zhì)溫度升高而降低。 一般應(yīng)力增加，聲速增加。10.液體、氣體介質(zhì)中縱波聲速:幾乎除水以外的所有液體當(dāng)溫度升高時(shí)，容變彈性模量減小，聲速降低。 水是溫度在74攝氏度左右時(shí)聲速達(dá)最大值11.當(dāng)D時(shí)，反射強(qiáng)，繞射弱，聲波幾乎全反射。波的繞射對(duì)探傷即有利又不利。由于波的繞射，使超聲波產(chǎn)生晶料繞射順利地在介質(zhì)中傳播，這對(duì)探傷有利；

14、但同時(shí)由于波的繞射，使一些小缺陷回波顯著下降，以致造成漏檢，這對(duì)探傷不利。一般超聲波探傷靈敏度約為/2、 波的衍射和障礙物的尺寸Df及波長(zhǎng)的相對(duì)大小有關(guān).當(dāng)Df 時(shí),反射強(qiáng),繞射弱,幾乎全反射;當(dāng)Df Z1 如水/鋼 r = (Z2-Z1) / (Z1+Z2)0,反射聲壓Pr 和入射聲壓 P0同相位，界面上入射波和反射波疊加形成駐波，合成聲壓最大PrP0 水/鋼界面：r =0.935 R=0.875 t =1.935 T=0.125 平面波垂直到水/鋼界面 (Z2Z1) （2）當(dāng)Z1 Z2 如鋼/水 r = (Z2-Z1) / (Z1+Z2)Z2 如鋼/空氣 鋼/空氣界面：r -1 t 0 t

15、 r =1 R 1 T 0 R+T=1當(dāng)入射波聲阻抗遠(yuǎn)大于透射波介質(zhì)聲阻抗時(shí)，聲壓反射率趨于1，透射率趨于0，聲壓幾乎全反射，無(wú)透射。 探傷中，探頭與工件間如不施加耦合劑，則形成固/氣界面，超聲波無(wú)法進(jìn)入工件。（4）當(dāng)Z1Z2 如鋼板和焊縫 r 0 t 1 R 0 T 1 超聲波垂直入射的聲阻抗相差很近的界面時(shí)，幾乎全透射，無(wú)反射。 在焊縫探傷中，母材和填充焊縫金屬，聲阻抗非常接近，若沒(méi)有任何缺陷，是不會(huì)產(chǎn)生界面回波的. 20.超聲波縱波垂直入射到第一平界面上的聲壓、聲強(qiáng)反射率和透射率的公式同樣適用于橫波入射的情況，但必須注意的是在橫波入射到固體/液體或固體/氣體界面上，橫波全反射。因?yàn)闄M波不

16、能在液體和氣體中傳播。21.薄層界面的反射率與透射率; 1、均勻介質(zhì)中的異質(zhì)薄層(Z1=Z3Z2) 例如：鋼中有雜物 聲壓反射率和聲壓透射率與d2/2有關(guān)。（1）當(dāng)d2=n2/2 r0,t 1 即薄層厚度為其半波長(zhǎng)的整數(shù)倍時(shí),超聲波全透射,幾乎無(wú)反射,好象不存在異質(zhì)薄層一樣.（2）當(dāng)d2=(2n+1)2/4 r1,t 0 即當(dāng)異質(zhì)薄層厚度等于其四分之一波長(zhǎng)的奇數(shù)倍時(shí),聲壓透射率最低,聲壓反射率最高.鋼和鋁中氣隙、水隙聲壓透射率：（1）當(dāng)f1MHZ時(shí)，鋼中厚度為d=10-5 mm的氣隙幾乎100反射。兩塊緊貼在一起的十分精密的鋼塊之間的間隙也10-5 mm，可見(jiàn)超聲波對(duì)檢測(cè)含有氣體介質(zhì)的裂紋等面

17、積型缺陷的靈敏度是很高的。（2）當(dāng)材料中的氣隙或水隙厚度一定時(shí)，頻率增加，聲壓反射率隨著增加。例：對(duì)鋼中氣隙d=10-7 mm時(shí)，f=1MHz,r=20%； f=5MHz,r=60% 提高超聲波探傷頻率對(duì)于提供探傷靈敏度是有利的。 2、薄層兩側(cè)介質(zhì)不同的雙界面(Z1 Z3Z2) 例如：晶片保護(hù)膜工件；有機(jī)玻璃耦合層工件當(dāng)d2=n2/2（n為整數(shù)）時(shí)，r0，t1。這說(shuō)明當(dāng)薄層兩側(cè)介質(zhì)聲阻抗相等，且薄層厚度為其半波長(zhǎng)的整數(shù)倍時(shí)，超聲波全透射，幾乎無(wú)反射（r0），此時(shí)，好象不存在異質(zhì)薄層一樣。這種透聲層稱為半波透聲層。當(dāng)d2=(2n+1)2/4（n為整數(shù)）時(shí)，異質(zhì)薄層厚度等于四分之一波長(zhǎng)的奇數(shù)倍時(shí)，

18、聲壓透射率最低，聲壓反射率最高。當(dāng)d22，或Z1Z2時(shí)，r0，t1。說(shuō)明當(dāng)薄層厚度非常小時(shí)，或薄層的聲阻抗與介質(zhì)的聲阻抗非常接近時(shí)，超聲波幾乎不反射而全部透射。 22.聲壓往復(fù)透射率 T往=Pa/ P0=Pt Pa / (Pt P0) =4 Z1Z2/ (Z2+Z1)2 1、往復(fù)透射率高，探傷靈敏度高，反之，探傷靈敏度低。2、聲壓往復(fù)透射率與界面兩側(cè)介質(zhì)的聲阻抗有關(guān)，與從何種介質(zhì)入射到界面無(wú)關(guān)。3、界面兩側(cè)的介質(zhì)聲阻抗相差愈小，聲壓往復(fù)透射率就愈高，反之就愈低。23. 波型轉(zhuǎn)換與反射、折射定律、波型轉(zhuǎn)換：當(dāng)超聲波斜入射的界面時(shí)，除產(chǎn)生同種類型的反射和折射外，還會(huì)產(chǎn)生不同類型的反射和折射。幾何光

19、學(xué)三定律：1在均勻介質(zhì)中光線沿直線傳播；2入射角反射角；入射線、反射線、折射線在同一平面內(nèi)；3入射角和折射角滿足24.根據(jù)反射、折射定律： sinL/cL1= sinL/cL1= sins/cs1= sinL/cL2= sins/cs2 同一介質(zhì)中縱波的聲速不變 同一介質(zhì)中縱波的聲速大于橫波的聲速，因此LS，LS 25.第一臨界角：當(dāng)縱波折射角L=90時(shí)，所對(duì)應(yīng)的縱波入射角, 用表示=arcsin cL1/cL226.第二臨界角：當(dāng)橫波折射角S=90時(shí)，所對(duì)應(yīng)的縱波入射角稱為第二臨界角，用表示= arcsin cL1/cs227.1）當(dāng)縱波入射角小于第一臨界角時(shí)，第二介質(zhì)中既有縱波又有橫波；（

20、2）當(dāng)縱波入射角介于第一臨界角和第二臨界角時(shí)，第二介質(zhì)中只有橫波，沒(méi)有縱波，這就是常用橫波斜探頭的制作原理。（3）當(dāng)縱波入射角大于等于第二臨界角時(shí)，第二介質(zhì)中即沒(méi)有縱波也沒(méi)有橫波，這是其介質(zhì)的表面存在表面波，這就是常用表面波探頭的制作原理。由此可見(jiàn)有機(jī)玻璃橫波探頭L=27.657.7，有機(jī)玻璃表面波探頭L57.7 28.第三臨界角：L=90這時(shí)所對(duì)應(yīng)的橫波入射角稱為第三臨界角，用表示，= arcsin cs1/cL1 當(dāng)S，橫波入射角大于等于第三臨界角時(shí)第一介質(zhì)中只有反射橫波，沒(méi)有反射縱波，橫波全反射。當(dāng)S33.2時(shí)，鋼中橫波全反射。29.聲壓反射率 由于傾斜入射時(shí)，聲壓反射率、透射率不僅與介

21、質(zhì)的聲阻抗有關(guān)，還與入射角有關(guān)。1、縱波斜入射到鋼/空氣界面的反射：當(dāng)縱波傾斜入射到鋼/空氣界面時(shí)，縱波聲壓反射率rLL與橫波聲壓反率rLS 隨入射角L而變化。當(dāng)L=60左右時(shí)，rLL很低，rLS很高。原因是縱波傾斜入射，當(dāng)L=60左右時(shí)產(chǎn)生一個(gè)較強(qiáng)的變型反射橫波。2、橫波斜入射到鋼/空氣界面的反射：當(dāng)S=30左右時(shí)，rSS很低，rSL較高。當(dāng)S33.2（）時(shí)，rSS=100，即鋼種橫波全反射。29.斜入射時(shí)的聲壓往復(fù)透射率 T=Pa/ P0 縱波傾斜入射至水/鋼界面時(shí)的聲壓往復(fù)透射率與入射角的關(guān)系:當(dāng)縱波入射角L14.5（）時(shí)，折射縱波的往復(fù)透射率TLL不超過(guò)13%，折射橫波的往復(fù)透射率TL

22、S小于6。當(dāng)L=14.527.27（）時(shí)，鋼中沒(méi)有折射縱波，只有折射橫波，其折射橫波的往復(fù)透射率TLS最高不到20。實(shí)際檢測(cè)中水浸檢測(cè)鋼材就屬于這種情況。 30.縱波傾斜入射至有機(jī)玻璃/鋼界面時(shí)往復(fù)透射率與入射角之間的關(guān)系:當(dāng)L27.6時(shí)，折射縱波的往復(fù)透射率TLL不超過(guò)小于25 ，折射橫波的往復(fù)透射率TLS小于10 。當(dāng)L=27.657.7時(shí)，鋼中只有折射橫波，無(wú)折射縱波。折射橫波的往復(fù)透射率TLS最高不超過(guò)30。這時(shí)所對(duì)應(yīng)的L30，S37。實(shí)際檢測(cè)中有機(jī)玻璃橫波探頭檢測(cè)鋼材就屬于這種情況。31.端角反射：超聲波在兩個(gè)平面構(gòu)成的直角內(nèi)的反射叫做端角反射。例：鋼/空氣界面上鋼中的端角反射率?？v

23、波入射時(shí)，端角反射率都很低，這是因?yàn)榭v波在端角的兩次反射中分離出較強(qiáng)的橫波。橫波入射時(shí)，入射角S=30或60附近時(shí)，端角反射率最低。S在3555時(shí)端角反射率達(dá)100，實(shí)際工作中，橫波檢測(cè)焊縫單面焊根部未焊透的情況就類似于這種情況，當(dāng)橫波入射角S（等于橫波探頭的折射角S）=3555，即K=tanS=0.71.43時(shí)，檢測(cè)靈敏度最高。當(dāng)S=56，即K=1.5時(shí)，檢測(cè)靈敏度較低，可能引起漏檢。 32.球面波的波振面為同心球面，超聲場(chǎng)中某一點(diǎn)的聲壓與該點(diǎn)至波源的距離成反比。此情況主要對(duì)探頭保護(hù)膜設(shè)計(jì)具有指導(dǎo)意義。當(dāng)超聲波依次從三種介質(zhì)Z1、Z2、Z3(如晶片保護(hù)膜工件)中穿過(guò)，則當(dāng)薄層厚度等于半波長(zhǎng)的

24、整數(shù)倍時(shí)，通過(guò)薄層的聲強(qiáng)透射與薄層的性質(zhì)無(wú)關(guān)，即好象不存在薄層一樣； 當(dāng)薄層厚度等于四分之一波長(zhǎng)的奇數(shù)倍且薄層聲阻抗為其兩側(cè)介質(zhì)聲阻抗幾何平均值（Z2 = （Z1 Z3）1/2 ）時(shí)，超聲波全透射。33.平面波在曲界面上的反射與折射 1、平面波在曲界面上的反射 其余聲線的反射則隨著距聲軸距離的增大，反射角逐漸增大。當(dāng)曲界面為凹球面時(shí)，反射線匯聚于一個(gè)焦點(diǎn)上；當(dāng)曲界面為凹圓柱面時(shí)，反射線匯聚于一條焦線上。此時(shí)，焦距為：f=r/2 r:曲界面的曲率半徑mm。平面波入射到球面時(shí),其反射波發(fā)生聚焦或發(fā)散，與球面的凹凸有關(guān)。反射波可視為從焦點(diǎn)發(fā)出的球面波。平面波入射到柱面時(shí), 其反射波可視為從焦軸發(fā)出的

25、柱面波.實(shí)際探傷中，球形、柱形氣孔的反射就屬于以上兩種情況。34.平面波在曲界面上的折射 平面波入射到曲面上時(shí)，其折射波也將聚焦和發(fā)散，這時(shí)聚焦和發(fā)散不僅僅與曲面的凹凸有關(guān)，而且，與界面兩側(cè)介質(zhì)的波速有關(guān)。對(duì)于凹面，當(dāng)C1C2時(shí)聚焦，當(dāng)C1C2時(shí)發(fā)散；對(duì)于凸面，當(dāng)C1C2時(shí)聚焦，當(dāng)C1C2時(shí)發(fā)散。平面波入射至球面透鏡時(shí),其折射波可視為從焦點(diǎn)發(fā)出的球面波，平面波入射到柱面透鏡,其折射波可視為從焦軸發(fā)出的柱面波。 實(shí)際檢測(cè)用的水浸聚焦探頭就是根據(jù)平面波入射到C1C2的凸透鏡上，折射波發(fā)生聚焦的特點(diǎn)來(lái)設(shè)計(jì)的，這樣可以提高檢測(cè)靈敏度。35.超聲波的衰減 超聲波在介質(zhì)中傳播時(shí)，隨著距離的增加，超聲能量逐

26、漸減弱的現(xiàn)象叫做超聲波衰減。衰減的原因 擴(kuò)散衰減、散射衰減、吸收衰減。1. 擴(kuò)散衰減：聲束的擴(kuò)散，使超聲波的能量隨距離增加而減弱的現(xiàn)象。超聲波的擴(kuò)散衰減僅取決與波振面的形狀，與介質(zhì)的性質(zhì)無(wú)關(guān)。2.散射衰減： 超聲波在介質(zhì)中傳播時(shí)，遇到聲阻抗不同的界面產(chǎn)生散亂反射而引起的衰減現(xiàn)象。散射衰減與介質(zhì)的晶粒密切相關(guān)晶粒散射。當(dāng)材質(zhì)晶粒度大時(shí)，散射衰減嚴(yán)重，被散射的超聲波沿復(fù)雜的路徑傳到探頭，在示波屏上引起林狀回波（又稱 草波）使信噪比下降，嚴(yán)重時(shí)噪聲湮沒(méi)缺陷波。3.吸收衰減：超聲波在介質(zhì)中傳播時(shí)，由于介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)間內(nèi)摩擦和熱傳導(dǎo)引起超聲波的衰減。介質(zhì)衰減通常是指吸收衰減和散射衰減，而不包括擴(kuò)散衰減。36

27、.衰減系數(shù)只考慮介質(zhì)的散射和衰減，未涉及擴(kuò)散，（1）介質(zhì)的吸收系數(shù)與頻率成正比；（2）介質(zhì)的散射系數(shù)與f、d、F有關(guān)。 在實(shí)際探傷中，當(dāng)介質(zhì)的晶粒較粗大時(shí)，若采用較高的頻率，將會(huì)引起嚴(yán)重衰減，示波屏出現(xiàn)大量草波，使信噪比明顯下降，超聲波的穿透能力也顯著下降。這就是晶粒粗大的奧氏體鋼和一些鑄件探傷的困難所在。37衰減系數(shù)與聲阻抗的關(guān)系: 材料的聲阻抗越大，衰減系數(shù)越小，超聲波傳播時(shí)的衰減越小。衰減系數(shù)與溫度的關(guān)系: 固體材料的衰減系數(shù)隨溫度的升高而增大. 一般地說(shuō)，如果頻率相同，則在粗晶材料中，縱波比橫波具有更強(qiáng)的穿透能力。換句話說(shuō)，橫波比縱波衰減嚴(yán)重。38.薄板工件衰減系數(shù)的測(cè)定 介質(zhì)的衰減系

28、數(shù)按下面公式計(jì)算：=20lg(Bm/Bn)-/2(n-m)x m、n為底波的反射次數(shù); Bm 、Bn 第m、n次底波高度；為反射損失，每次反射損失約為（0.51)dB； x為薄板的厚度。39.厚板或粗圓柱體的衰減系數(shù)的測(cè)定 對(duì)于厚度大于200mm的厚板或粗圓柱體類工件，可根據(jù)第一、二次底波B1、B2的高度，計(jì)算公式為：=(20lgB1/B2-6-)/2x B1、B2第一、二次底波的高度；：反射損失； 6：擴(kuò)散衰減引起的分貝差； x：工件厚度第三章 超聲波發(fā)射聲場(chǎng)與規(guī)則反射體分回波聲壓1.圓盤(pán)波源輻射的縱波聲場(chǎng):在不考慮介質(zhì)衰減的條件下，當(dāng)離波源較遠(yuǎn)處軸線上的聲壓與距離成反比，與波源面積成正比。

29、PP0Rs2/x= P0Fs/x2.近場(chǎng)區(qū):NDs2/4=Fs/近場(chǎng)區(qū)長(zhǎng)度與波源面積成正比，與波長(zhǎng)成反比。在其它檢測(cè)條件不變的情況下，f越高，近場(chǎng)區(qū)增大。3.遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū) 當(dāng) x 3N時(shí)，聲壓與距離成反比，近似球面波的規(guī)律。4.超聲場(chǎng)橫截面的聲壓分布： 在xN的遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)，軸線上的聲壓最高，偏離中心聲壓逐漸降低，而且，分布完全對(duì)稱。實(shí)際檢測(cè)中，橫波斜探頭K值和探頭聲束軸線的偏離的測(cè)定，規(guī)定要在2N以外進(jìn)行就是這個(gè)原因。5.波束的指向性和半擴(kuò)散角 1.指向性系數(shù)DC1 說(shuō)明超聲場(chǎng)中至波源充分遠(yuǎn)處同一橫截面上各點(diǎn)的聲壓不同，以軸線上的聲壓最高。實(shí)際探傷中，只有當(dāng)聲束軸線垂直于缺陷時(shí)，缺陷回波最高就是這個(gè)原因

30、。2.半擴(kuò)散角0:園盤(pán)源輻射的縱波聲場(chǎng)的第一零值發(fā)散角。 0=arcsin1.12/DS70/DS 3.當(dāng)0時(shí)，|DC|b的區(qū)域稱為擴(kuò)散區(qū)，擴(kuò)散區(qū)內(nèi)波束擴(kuò)散，存在擴(kuò)散衰減。7.矩形波源輻射的縱波聲場(chǎng) 1.波束軸線上的聲壓: r3N時(shí)， P = P0Fs/x Fs 矩形波源的面積 F=4ab 2.矩形波源的近場(chǎng)區(qū)的長(zhǎng)度：N =Fs/。3.矩形波源輻射的縱波聲場(chǎng)與圓盤(pán)波源輻射的聲場(chǎng)不同，矩形波源有兩個(gè)半擴(kuò)散角，其聲場(chǎng)橫截面為矩形 X方向的半擴(kuò)散角為： 0=arcsin/2a57/2a Y方向的半擴(kuò)散角為：0=arcsin/2b57/2b 8、近場(chǎng)區(qū)在兩種介質(zhì)中的分布: 公式N=Ds2/4只適用均勻

31、介質(zhì)。實(shí)際檢測(cè)中，有時(shí)近場(chǎng)區(qū)分布在兩種不同的介質(zhì)中，如圖所示的水浸檢測(cè)，超聲波是先進(jìn)入水，然后再進(jìn)入鋼中。當(dāng)水層厚度較小時(shí)，近場(chǎng)區(qū)就會(huì)分布在水、鋼兩種介質(zhì)中，設(shè)水層厚度為L(zhǎng)，則鋼中剩余近場(chǎng)區(qū)長(zhǎng)度為:N=N2-Lc1/c2=Ds2/4-Lc1/c2 9.橫波聲場(chǎng) 目前常用的橫波探頭，是使縱波斜入射到界面上，通過(guò)波形轉(zhuǎn)換來(lái)實(shí)現(xiàn)橫波探傷的，當(dāng)入射角在第一、第二臨界角之間時(shí)，縱波全反射，第二介質(zhì)中只有折射橫波。 橫波聲場(chǎng)同縱波聲場(chǎng)一樣由于波的干涉存在近場(chǎng)區(qū)和遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)，當(dāng)x3N時(shí)，波束軸線上的聲壓與波源面積成正比，與至假想波源的距離成反比，類似縱波聲場(chǎng)。當(dāng)橫波探頭晶片尺寸一定時(shí)，K值增大，近場(chǎng)區(qū)長(zhǎng)度將減小

32、。10.橫波軸線上的聲壓 當(dāng)x3N時(shí)，橫波聲場(chǎng)波束軸線上的聲壓為：P=KFsCOS/COSs2x 由以上公式可知，橫波聲場(chǎng)中，當(dāng)x3N時(shí)，波束軸線上的聲壓與波源面積成正比，與至假想波源的距離成反比，類似縱波聲場(chǎng)。11.橫波聲場(chǎng)近場(chǎng)區(qū)長(zhǎng)度為 ： N=FsCOS/s2COS 橫波聲場(chǎng)的近場(chǎng)區(qū)長(zhǎng)度和縱波聲場(chǎng)一樣，與波長(zhǎng)成反比，與波源面積成正比 橫波聲場(chǎng)中，第二介質(zhì)中的近場(chǎng)區(qū)長(zhǎng)度為： N=FsCOS/s2COS-L1tan/tan 12.半擴(kuò)散角 在聲束軸線與界面法線所決定的入射平面內(nèi)，聲束不再對(duì)稱于聲束軸線，而是聲束上半擴(kuò)散角上大于聲束下半擴(kuò)散角下在通過(guò)聲束軸線與入射平面垂直的平面內(nèi)，聲束對(duì)稱于軸線

33、，這時(shí)半擴(kuò)散角可按下式計(jì)算。對(duì)于圓片形聲源：0=arcsin1.12s2/DS70s2/DS 對(duì)于矩形正方形聲源：0=arcsins2/2a57s2/2a由公式可以看出，在其他條件相同時(shí)，橫波聲束的指向性比縱波好，橫波能量更集中一些。因?yàn)闄M波波長(zhǎng)比縱波短13盲區(qū)不是近場(chǎng)區(qū)，盲區(qū)是脈沖寬度+儀器的阻塞效應(yīng)。橫波探頭晶片尺寸一定，K值增大，近場(chǎng)區(qū)長(zhǎng)度將減小。頻率越高，指向性越好；小晶片指向性差，大晶片指向性好；在其他條件相同時(shí)，橫波聲束的指向性比縱波好，橫波能量更集中一些。14.規(guī)則反射體的回波聲壓：超聲波探傷中常用的規(guī)則反射體有平底孔、長(zhǎng)橫孔、短橫孔、球孔和大平底面等。15.平底孔回波聲壓 在X

34、3N 平底孔反射波聲壓 ：Pf=P0FsFf/2x2 P0:波源的起始聲壓；FS:波源的面積，F(xiàn)f:平底孔缺陷的面積；: 波長(zhǎng),x:平底孔至波源的距離 由上式可知，當(dāng)檢測(cè)條件（ FS ， ）一定時(shí)，平底孔缺陷的回波聲壓或波高與平底孔面積成正比，與距離平方成反比。 任意兩個(gè)距離直徑不同的平底孔反射波聲壓回波分貝差為： 12=20lg(Pf1/Pf2)= 40lgDf1X2/Df2X1平底孔直徑一定，距離增加一倍，其回波下降12db。 平底孔距離一定，直徑增加一倍，其回波升高12db 16.長(zhǎng)橫孔回波聲壓： Pf=(P0Fs/2x)(Df/2x)1/2 Df:長(zhǎng)橫孔的直徑： 當(dāng)x3N， 當(dāng)探測(cè)條件

35、（ FS ， ）一定時(shí)，長(zhǎng)橫孔回波聲壓與長(zhǎng)橫孔的直徑平方根成正比，與距離的二分之三次方成反比。 任意兩個(gè)距離、直徑不同的長(zhǎng)橫孔回波分貝差為： 12=20lg(Pf1/Pf2)= 10lgDf1X32/ Df2X31 長(zhǎng)橫孔直徑一定，距離增加一倍，其回波下降9db。長(zhǎng)橫孔距離一定，直徑增加一倍，其回波升高3 db17.短橫孔回波聲壓： Pf=(P0Fs/2x)(Lf/x)(Df/)1/2 短橫孔是長(zhǎng)度明顯小于波束截面尺寸的橫孔，設(shè)短橫孔直徑為Df，長(zhǎng)度為L(zhǎng)f。當(dāng)X3N時(shí)， 當(dāng)探測(cè)條件（ FS ， ）一定時(shí)，短橫孔回波聲壓與短橫孔的長(zhǎng)度成正比，與直徑的平方根成正比，與距離的平方成反比。任意兩個(gè)距離

36、、長(zhǎng)度和直徑不同的短橫孔回波分貝差為：12=20lg(Pf1/Pf2)= 10lgL2f1Df1X42/L2f2Df2X41 短橫孔直徑和長(zhǎng)度一定，距離增加一倍，其回波下降12db，與平底孔變化規(guī)律相同。短橫孔直徑和距離一定，長(zhǎng)度增加一倍，其回波上升6db。短橫孔長(zhǎng)度和距離一定，直徑增加一倍，其回波升高3 db18.大平底面回波聲壓：PB=P0Fs/2x 當(dāng)X3N時(shí)，超聲波在與波束垂直、表面光潔的大平底面上的反射就是球面波在大平面上的反射當(dāng)探測(cè)條件（ FS ， ） ）一定時(shí)，大平底面回波聲壓與距離成反比。 兩個(gè)不同距離的大平底面回波分貝差為：12=20lg(PB1/PB2)= 20lgX2/X

37、1 大平底面距離增加一倍，其回波下降6db。19.球孔回波聲壓：Pf=P0Fs Df /4x2 設(shè)球孔直徑為Df,超聲波垂直入射，全反射， Df足夠小。 當(dāng)X3N時(shí)，超聲波在球孔上的反射就類似于球面波在球面上的反射,當(dāng)探測(cè)條件（Fs，）一定時(shí)，球孔回波聲壓與距離的平方成反比，與球孔直徑成正比。任意兩個(gè)直徑、距離不同的球孔的回波分貝差為：12=20lg(Pf1/Pf2)= 20lgDf1X22/Df2X21 球孔直徑一定，距離增加一倍，其回波下降12 dB，與平底孔變化規(guī)律相同。球孔距離不變，直徑增加一倍，其回波上升6 dB20.實(shí)心圓柱體曲底面回波聲壓：PB=P0Fs/2x 這說(shuō)明實(shí)心圓柱體反

38、射波聲壓與大平底面回波聲壓相同.空心圓柱體曲底面回波聲壓-外柱面徑向探傷：PB=(P0Fs/2x)(d/D)1/2 說(shuō)明外圓檢測(cè)空心圓柱體，其回波聲壓低于同距離大平底面回波聲壓。因?yàn)橥怪娣瓷洳òl(fā)散。.空心圓柱體曲底面回波聲壓-內(nèi)柱面徑向探傷：PB=(P0Fs/2x)(D/d)1/2 說(shuō)明內(nèi)孔檢測(cè)圓柱體，其回波聲壓大于同距離大平底回波聲壓。因?yàn)榘贾娣瓷洳ň劢埂?1以上各種規(guī)則反射體的反射波聲壓公式均未考慮介質(zhì)衰減，如果考慮介質(zhì)衰減，則所有公式均應(yīng)增加： -2X/8.68 x : 反射體至探頭的距離，x 3N a:介質(zhì)單程衰減系數(shù)，dB/mm 第四章超聲檢測(cè)設(shè)備與器材1.超聲波探傷儀的作用：超

39、聲波探傷儀的作用是產(chǎn)生電振蕩并加于換能器（探頭）上，激勵(lì)探頭發(fā)射超聲波，同時(shí)將探頭送回的電信號(hào)進(jìn)行放大，通過(guò)一定方式顯示出來(lái)，從而得到被探工件內(nèi)部有無(wú)缺陷及缺陷位置和大小等信息。2.探頭：超聲波的發(fā)射和接收是通過(guò)探頭來(lái)實(shí)現(xiàn)的。探頭的工作原理、主要性能及其及結(jié)構(gòu)。.壓電效應(yīng):某些晶體材料在交變拉壓應(yīng)作用下，產(chǎn)生交變電場(chǎng)的效應(yīng)稱為正壓電效應(yīng)。反之當(dāng)晶體材料在交變電場(chǎng)作用下，產(chǎn)生伸縮變形的效應(yīng)稱為逆壓電效應(yīng)。正、逆壓電效應(yīng)統(tǒng)稱為壓電效應(yīng)。超聲波探頭中的壓電晶片具有壓電效應(yīng)，當(dāng)高頻電脈沖激勵(lì)壓電晶片時(shí)，發(fā)生逆壓電效應(yīng)，將電能轉(zhuǎn)換為聲能(機(jī)械能)，探頭發(fā)射超聲波。當(dāng)探頭接收超聲波時(shí)，發(fā)生正壓電效應(yīng)，將聲

40、能轉(zhuǎn)換為電能。不難看出超聲波探頭在工作時(shí)實(shí)現(xiàn)了電能和聲能的相互轉(zhuǎn)換，因此常把探頭叫做換能器。3.探頭的種類和結(jié)構(gòu):直探頭用于發(fā)射和接收縱波，主要用于探測(cè)與探測(cè)面平行的缺陷，如板材、鍛件探傷等。斜探頭可分為縱波斜探頭、橫波斜探頭和表面波斜探頭，常用的是橫波斜探頭。橫波斜探頭主要用于探測(cè)與探測(cè)面垂直或成一定角度的缺陷，如焊縫、汽輪機(jī)葉輪等。當(dāng)斜探頭的入射角大于或等于第二臨界角時(shí)，在工件中產(chǎn)生表面波，表面波探頭用于探測(cè)表面或近表面缺陷。雙晶探頭有兩塊壓電晶片，一塊用于發(fā)射超聲波，另一塊用于接收超聲波。根據(jù)入射角不同，分為雙晶縱波探頭和雙晶橫波探頭。4.雙晶探頭具有以下優(yōu)點(diǎn)：1.靈敏度高;2.雜波少盲

41、區(qū)小;3.工件中近場(chǎng)區(qū)長(zhǎng)度小;4.探測(cè)范圍可調(diào). 雙晶探頭主要用于探傷近表面缺陷。5.超聲波探頭對(duì)晶片的要求：1.機(jī)電耦合系數(shù)K較大，以便獲得較高的轉(zhuǎn)換效率;2.機(jī)械品質(zhì)因子m較小，以便獲得較高分辨力和較小的盲區(qū);3.壓電應(yīng)變常數(shù)d33和壓電電壓常數(shù)g33較大，以便獲得較高的發(fā)射靈敏度和接收靈敏度;4. 頻率常數(shù)Nt較大，介電常數(shù)較小，以便獲得較高的頻率;5.居里溫度Tc較高，聲阻抗Z適當(dāng)。6.探頭型號(hào)的組成項(xiàng)目及排列順序如下：基本頻率-晶片材料-晶片尺寸-探頭種類-特征7.耦合劑:超聲耦合是指超聲波在探測(cè)面上的聲強(qiáng)透射率。聲強(qiáng)透射率高，超聲耦合好。為提高耦合效果，在探頭與工件表面之間施加的一

42、層透聲介質(zhì)稱為而耦合劑。耦合劑的作用在于排除探頭與工件表面之間的空氣，使超聲波能有效地傳入工件，達(dá)到探傷的目的；耦合劑還有減少磨擦的作用。8.影響聲耦合的主要因素有：耦合層的厚度，耦合劑的聲阻抗，工件表面粗糙度和工件表面形狀。 9.常用耦合劑有：水、甘油、機(jī)油、變壓器油、化學(xué)漿糊等。10.試塊的作用:1.確定探傷靈敏度;2.測(cè)試探頭的性能;3調(diào)整掃描速度; 4.評(píng)判缺 陷的大小。11.試塊的分類： 標(biāo)準(zhǔn)試塊、對(duì)比試塊、模擬試塊12.試塊的要求和維護(hù) 標(biāo)準(zhǔn)試塊的材料、熱處理狀態(tài)、表面粗糙度、形狀和尺寸均有嚴(yán)格要求。標(biāo)準(zhǔn)試塊應(yīng)采用與被檢工件聲學(xué)性能相同或相近的材料制成，制作時(shí)應(yīng)確認(rèn)材質(zhì)均勻、無(wú)雜質(zhì)

43、、無(wú)影響使用的缺陷。標(biāo)準(zhǔn)試塊外形加工的平行度、垂直度與尺寸精度均應(yīng)經(jīng)過(guò)嚴(yán)格檢驗(yàn)并符合圖樣要求。尺寸允許公差一般在0.1mm以內(nèi)。檢測(cè)面的表面粗糙度一般不低于Ra1.6m。13.常用試塊：1.鋼板用標(biāo)準(zhǔn)試塊：CB、CB;2.鍛件用標(biāo)準(zhǔn)試塊：CS、CS、CS;3.焊接接頭用標(biāo)準(zhǔn)試塊：CSKA、CSKA、CSK-A、CSKA。14.CSKA試塊是JB/T4730-2005中規(guī)定使用的，其規(guī)格、形狀如圖所示。主要用途有：校驗(yàn)超聲探傷儀的水平線性、垂直線性和動(dòng)態(tài)范圍：用25mm或100mm尺寸。調(diào)節(jié)時(shí)基線比例和范圍：用25mm和100mm尺寸。測(cè)定直探頭與超聲探傷儀組合的遠(yuǎn)場(chǎng)分辨力：用85mm、91mm

44、、100mm尺寸測(cè)定。測(cè)定直探頭與超聲探傷儀組合的盲區(qū)：用50mm有機(jī)玻璃圓弧面至兩側(cè)的距離5mm和10mm的位置測(cè)定。測(cè)定直探頭與超聲探傷儀組合的最大穿透能力：用50mm有機(jī)玻璃底面的多次反射波測(cè)定。測(cè)定斜探頭的入射點(diǎn)：用R50mm、R100mm圓弧面。測(cè)定斜探頭的折射角或K值：用50mm或1.5mm孔測(cè)定。測(cè)定斜探頭的聲束偏斜角：用直角棱邊測(cè)。用R50mm、R100mm階梯圓柱面，以便同時(shí)獲得兩個(gè)反射波，用來(lái)調(diào)節(jié)橫波時(shí)基線比例。用40mm、44mm、50mm臺(tái)階圓柱孔，測(cè)定斜探頭在深度方向的分辨力。15.CSKA試塊，其規(guī)格、形狀如圖所示。其人工反射體為16短橫孔。主要用途是：調(diào)節(jié)時(shí)基線比

45、例;用16短橫孔測(cè)定斜探頭K值;制作距離波幅曲線;調(diào)節(jié)檢測(cè)靈敏度;進(jìn)行缺陷定量。16.儀器與探頭的綜合性能有：1.靈敏度、2.盲區(qū)與始脈沖寬度、3.分辨力、 4.信噪比、5.頻率。17.儀器的性能有:儀器的垂直線性、水平線性、動(dòng)態(tài)范圍和衰減器精度。18探頭的性能有：頻率特性、距離幅度特性、聲束特性、斜探頭的入射點(diǎn)、折射角、聲束偏斜角與雙峰。19.靈敏度：超聲波探傷中靈敏度一般是指整個(gè)探傷系統(tǒng)（儀器和探頭）發(fā)現(xiàn)最小缺陷的能力。發(fā)現(xiàn)缺陷愈小，靈敏度就愈高。19.盲區(qū)與始脈沖寬度： 盲區(qū)是指從探測(cè)面到能夠發(fā)現(xiàn)缺陷的最小距離。盲區(qū)內(nèi)的缺陷一概不能發(fā)現(xiàn)。始脈沖寬度是指在一定的靈敏度下，屏幕上高度超過(guò)垂直

46、幅度20時(shí)的始脈沖延續(xù)長(zhǎng)度。始脈沖寬度與靈敏度有關(guān)，靈敏度高，始脈沖寬度大。20.分辨力： 儀器與探頭的分辨力是指在屏幕上區(qū)分相鄰兩缺陷的能力。能區(qū)分的相鄰兩缺陷的距離愈小，分辨力就愈高。21.信噪比： 是指屏幕上有用的最小缺陷信號(hào)幅度與無(wú)用的噪聲雜波幅度之比。信噪比高，雜波少，對(duì)探傷有利。信噪比太低，容易引起漏檢或誤判，嚴(yán)重時(shí)甚至無(wú)法進(jìn)行探傷。22.A型脈沖反射式超聲探傷儀的工作過(guò)程:同步電路產(chǎn)生的觸發(fā)脈沖同時(shí)加至掃描電路和發(fā)射電路，掃描電路受觸發(fā)開(kāi)始工作，產(chǎn)生鋸齒波掃描電壓，加至示波管水平偏轉(zhuǎn)板，使電子束發(fā)生水平偏轉(zhuǎn)，在顯示屏上產(chǎn)生一條水平掃描線。與此同時(shí)，發(fā)射電路觸發(fā)產(chǎn)生調(diào)頻窄脈沖，加至

47、探頭，激勵(lì)壓電晶片振動(dòng)，在工件中產(chǎn)生超聲波，超聲波在工件中傳播，遇缺陷或底面發(fā)生反射，返回探頭時(shí)，又被壓電晶片轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，經(jīng)接收電路放大和檢波，加至示波管垂直偏轉(zhuǎn)板上，使電子束發(fā)生垂直偏轉(zhuǎn)，在水平掃描相應(yīng)位置上產(chǎn)生缺陷波和底波。第五章超聲檢測(cè)方法分類和特點(diǎn)1.按原理分類：可分為脈沖反射法、穿透法和共振法。2.按波形分類可分為縱波法、橫波法、表面波法、板波法、爬波法等。3.縱波法 使用直探頭發(fā)射縱波進(jìn)行探傷的方法，稱為縱波法。此時(shí)波束垂直入射至試件探測(cè)面，以不變的波型和方向透入試件，所以又稱為垂直入射法，簡(jiǎn)稱垂直法。垂直法分為單晶探頭反射法、雙晶探頭反射法和穿透法。常用單晶探頭反射法。 垂直法

48、主要用于鑄造、鍛壓、軋材及其制品的探傷，該法對(duì)與探測(cè)面平行的缺陷檢出效果最佳。由于盲區(qū)和分辨力的限制，其中反射法只能發(fā)現(xiàn)試件內(nèi)部離探測(cè)面一定距離以外的缺陷。 在同一介質(zhì)中傳播時(shí)，縱波速度大于其它波型的速度介質(zhì)傾斜入射至試件探測(cè)面。斜入射法：就是使超聲波以一定的傾斜角度（314）射入到工件中，利用雙斜探頭分別發(fā)射和接收超聲波的檢測(cè)法。當(dāng)一個(gè)探頭發(fā)射的聲波入射角很小時(shí)，在工件內(nèi)主要產(chǎn)生折射縱波，用另一個(gè)探頭接收來(lái)自缺陷和底面的反射縱波。用雙斜探頭檢測(cè)時(shí)通常沒(méi)有始波，因此，可以檢查近表面的缺陷，可用于較薄工件的檢測(cè)。根據(jù)兩探頭相互傾斜的角度，使發(fā)現(xiàn)和接收的焦點(diǎn)落在離檢測(cè)面一定深度的位置上，使處于焦點(diǎn)

49、處的缺陷波高最大，而其它位置的缺陷波高急劇降低。此法特別適用于某些特定條件下的檢測(cè)。3.橫波法 波型轉(zhuǎn)換得到橫波進(jìn)行探傷的方法，稱為橫波法。由于透，穿透能力強(qiáng)，晶界反射或散射的敏感性較差，所以可探測(cè)工件的厚度是所有波型中最大的，而且可用于粗晶材料的探傷。將縱波通過(guò)楔塊、水等入試件的橫波束與探測(cè)面成銳角，所以又稱斜射法。此方法主要用于管材、焊縫的探傷；其它試件探傷時(shí)，則作為一種有效的輔助手段，用以發(fā)現(xiàn)垂直法不易發(fā)現(xiàn)的缺陷。4.采用橫波法檢測(cè)焊縫具有很多優(yōu)越性1.波長(zhǎng)短，靈敏度高2.波束比縱波更集中，能量更集中，有利于發(fā)現(xiàn)缺陷,3.聲壓往復(fù)透射率高4.對(duì)于具有端角反射特性的缺陷，檢出率高5.按探頭

50、接觸方式分類：直接接觸法、液浸法（全浸沒(méi)式和局部浸沒(méi)式）6.按操作方式分類：手工檢測(cè)法和自動(dòng)檢測(cè)法。第六章脈沖反射法超聲檢測(cè)通用技術(shù)1.檢測(cè)面的選擇和準(zhǔn)備：1 檢測(cè)面應(yīng)是平面或規(guī)則面的工件表面；2 檢測(cè)面的粗糙度應(yīng)不大于6.3m，表面應(yīng)清除雜物，松動(dòng)氧化皮，毛刺，油污等；3被檢測(cè)缺陷的位置、取向；4入射聲束應(yīng)盡可能垂直于缺陷反射面；5被檢工件的材質(zhì)、坡口形式、焊接工藝等；6根據(jù)探頭的晶片尺寸、K值等確定檢測(cè)面寬度；7 工件側(cè)面反射波的影響；8 變型波的影響等。2.選擇檢測(cè)儀器：1.對(duì)于定位要求高的情況，應(yīng)選擇水平線性誤差小的儀器；2.對(duì)于定量要求高的情況，應(yīng)選擇垂直線性好，衰減器精度高的儀器；

51、3.對(duì)于大型零件的檢測(cè)，應(yīng)選擇靈敏度余量高、信噪比高、功率大的儀器；4.為了有效的發(fā)現(xiàn)近表面缺陷和區(qū)分相鄰缺陷，應(yīng)選擇盲區(qū)小、分辨率好的儀器；5.對(duì)于室外現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，應(yīng)選擇重量輕，示波屏亮度好，抗干擾能力強(qiáng) 便攜式儀器；6.對(duì)于重要工件應(yīng)選用可記錄式探傷儀；7.選擇性能穩(wěn)定、重復(fù)性和可靠性好的儀器。3.探頭的選擇 超聲波檢測(cè)中，超聲波的發(fā)射和接收都是通過(guò)探頭來(lái)實(shí)現(xiàn)的。檢測(cè)前應(yīng)根據(jù)被檢對(duì)象的形狀、衰減和技術(shù)要求來(lái)選擇探頭，探頭的選擇包括探頭型式、頻率、晶片尺寸和斜探頭K值的選擇等。4.探頭型式的選擇 常用的探頭型式有縱波直探頭、橫波斜探頭、表面波探頭、雙晶探頭，聚焦探頭等。根據(jù)工件的形狀和可能出現(xiàn)缺陷的部位、方向等條件來(lái)選擇探頭的型式，使聲束軸線盡量與缺陷垂直?？v波直探頭波束軸線垂直于探測(cè)面，主要用于探測(cè)與探測(cè)面平行的缺陷，如鍛件、鋼板中的夾層、折疊等缺陷。橫波斜探頭主要用于探測(cè)與探測(cè)面垂直可成一定角度的缺陷，如焊縫中未焊透、夾渣、未溶合等缺陷。 表面波探頭用于探測(cè)工件表面缺陷，雙晶探頭用于探測(cè)工件近表面缺陷，聚焦探頭用于水浸探測(cè)管材或板材。5.探頭頻率的選擇 超聲波探傷頻率0.510MHz之間，選擇頻率時(shí)應(yīng)考慮的因素:1.由于波的繞射，使超聲波檢測(cè)極限靈敏度約為/2，因此