GB∕T 43615-2023 增材制造 定向能量沉積金屬成形件超聲檢測方法（正式版）

增材制造定向能量沉積金屬成形件超聲檢測方法2023-12-28發(fā)布國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)I本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識(shí)別這些專利的責(zé)任。本文件由中國機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會(huì)提出。本文件由全國增材制造標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)(SAC/TC562)和全國無損檢測標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)本文件起草單位：無錫市檢驗(yàn)檢測認(rèn)證研究院、上海材料研究所有限公司、南京航空航天大學(xué)無錫研究院、國營蕪湖機(jī)械廠、北京煜鼎增材制造研究院有限公司、中機(jī)生產(chǎn)力促進(jìn)中心有限公司、中國航空綜合技術(shù)研究所、中國機(jī)械科學(xué)研究總院集團(tuán)有限公司、國標(biāo)(北京)檢驗(yàn)認(rèn)證有限公司、江蘇銘亞科技有限公司、西門子(中國)有限公司、中機(jī)新材料研究院(鄭州)有限公司。1增材制造定向能量沉積金屬成形件超聲檢測方法1范圍本文件規(guī)定了定向能量沉積金屬成形件超聲檢測的一般要求、被檢件、基準(zhǔn)靈敏度校驗(yàn)、檢測過程、檢測結(jié)果的評定及檢測報(bào)告。本文件適用于定向能量沉積工藝制備的橫截面厚度尺寸為6mm～300mm的金屬成形件的超聲檢測，其他尺寸成形件的超聲檢測可參考本文件使用。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB/T9445無損檢測人員資格鑒定與認(rèn)證GB/T12604.1無損檢測術(shù)語超聲檢測GB/T39253增材制造金屬材料定向能量沉積工藝規(guī)范JB/T10061A型脈沖反射式超聲波探傷儀通用技術(shù)條件JJG746超聲探傷儀3術(shù)語和定義GB/T12604.1和GB/T39253界定的術(shù)語和定義適用于本文件。4一般要求4.1協(xié)議條款檢測前，供需雙方應(yīng)至少就以下相關(guān)內(nèi)容達(dá)成共識(shí)：——超聲檢測的區(qū)域、尺寸及檢測面；——檢測工藝；——金屬成形件(不同區(qū)域)的質(zhì)量等級(jí)要求；——金屬成形件的成形方向；——復(fù)雜成形件的檢測要求。注：超聲檢測的區(qū)域包括成形件的不同沉積區(qū)域，也包括沉積區(qū)域與基材的接觸區(qū)域。檢測工藝涵蓋檢測時(shí)所采用的掃查方式、檢測方法及超聲波類型等事宜。掃查方式可選擇自動(dòng)或2手動(dòng)等方式，檢測方法可選擇接觸或液浸等方法，超聲波類型可選擇縱波或橫波等波形。應(yīng)根據(jù)成形件的曲率大小選擇相應(yīng)的對比試塊進(jìn)行靈敏度校驗(yàn)。4.1.3金屬成形件的成形方向金屬成形件的成形方向應(yīng)按照相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)或合同約定的方式進(jìn)行標(biāo)注，如未具體規(guī)定，宜按GB/T41507進(jìn)行標(biāo)注。從事無損檢測的人員資格除應(yīng)符合GB/T9445或其他行業(yè)認(rèn)可的無損檢測認(rèn)證機(jī)構(gòu)簽發(fā)的資質(zhì)相關(guān)要求外，還應(yīng)掌握一定的定向能量沉積原材料、成形工藝過程及成形件的相關(guān)知識(shí)。4.3檢測環(huán)境檢驗(yàn)環(huán)境溫度宜保持在22℃±15℃范圍內(nèi)，樣品溫度應(yīng)與環(huán)境溫度相同。檢驗(yàn)場地應(yīng)安全、空間充足、光線適度，保證檢驗(yàn)結(jié)果有效。4.4儀器設(shè)備及耗材4.4.1超聲波檢驗(yàn)儀超聲波檢驗(yàn)儀應(yīng)能夠產(chǎn)生、接收和顯示所需頻率和能量的高頻電脈沖，可以在頻率0.5MHz~25MHz帶寬之間工作。閘門、距離-波幅修正曲線、報(bào)警系統(tǒng)、記錄儀及其他檢測和處理的電子輔助設(shè)備可以根據(jù)需要使用，其他性能應(yīng)符合JB/T10061或相關(guān)技術(shù)文件的有關(guān)規(guī)定。4.4.2.1應(yīng)根據(jù)成形件的特點(diǎn)如幾何形狀、厚度、表面狀況及檢測要求等內(nèi)容進(jìn)行探頭類型、尺寸及工作頻率的選擇。如選用接觸法對成形件近表面進(jìn)行檢測時(shí)應(yīng)選擇雙晶探頭；選用水浸法對成形件進(jìn)行檢測時(shí)應(yīng)選擇水浸探頭；對一般形狀的成形件進(jìn)行檢測時(shí)可選擇直探頭，但對結(jié)構(gòu)復(fù)雜的成形件進(jìn)行檢測時(shí)可增加斜探頭的使用。4.4.2.2對于曲率半徑小于125mm的成形件，為保證與成形件的良好均勻聲耦合和恒定的聲束角度，可使用探頭靴，探頭靴的尺寸及形狀可參考GB/T6402中的相關(guān)內(nèi)容。4.4.3.1對比試塊的定向能量沉積工藝(包括成形方向)應(yīng)與成形件相同。如沒有相同的合金，經(jīng)供需雙方協(xié)商可選擇相同厚度的鍛造合金，但應(yīng)確保對比試塊與成形件的聲傳輸特性差值在±6dB以內(nèi)，并在檢測時(shí)通過增加儀器靈敏度來補(bǔ)償聲傳輸特性差，否則，應(yīng)更換成符合要求的對比試塊。4.4.3.2當(dāng)被檢測面的曲率半徑小于125mm時(shí)，應(yīng)制作曲面對比試塊。4.4.3.3對比試塊的曲率半徑應(yīng)與被檢面的幾何形狀大致相同，其差別不應(yīng)超過該被檢面曲率半徑4.4.3.4對于結(jié)構(gòu)復(fù)雜的成形件，可分區(qū)分別制作對比試塊，并應(yīng)確保滿足4.4.3.1～4.4.3.3的要求。4.4.3.5對比試塊應(yīng)能代表被檢件的特征，其形狀及尺寸由供需雙方依據(jù)成形件形狀、厚度及探頭類別等內(nèi)容協(xié)商確定。對比試塊中反射體的埋藏深度及數(shù)量應(yīng)根據(jù)成形件外形及橫截面厚度來確定，應(yīng)至少包含能覆蓋整個(gè)檢測深度的三個(gè)反射體。反射體具體形式(平底孔、橫孔或槽傷)及尺寸由供需雙方協(xié)商確定。34.4.3.6對比試塊的尺寸應(yīng)符合相應(yīng)的技術(shù)文件要求，如無特殊要求，宜按GB/T23905的規(guī)定進(jìn)行。對比試塊的表面粗糙度應(yīng)與被檢面的表面粗糙度相同或相近。4.4.3.7當(dāng)對比試塊與成形件的聲傳輸特性存在較大差異時(shí)，宜采用隨爐打印的方式來制作對比試塊。4.4.4.1接觸法檢測時(shí)，可采用水、機(jī)油、甘油、化學(xué)漿糊、變壓器油、水玻璃等作耦合劑；水浸法檢測時(shí)，水中可加入潤濕劑、防銹劑和分散劑等添加物，但不應(yīng)有干擾超聲檢測的可見氣泡或其他懸浮物。如有特殊要求，可由供需雙方協(xié)商處理。4.4.4.2靈敏度校驗(yàn)、成形件檢測及缺陷評定使用的耦合劑應(yīng)相同。接觸法檢測時(shí)，掃查速度不超過150mm/s。水浸法檢測時(shí)，檢測系統(tǒng)應(yīng)保證檢測過程中水距的變化不超過±6mm;入射角變化范圍不超過±1°;對同一規(guī)則反射體多次重復(fù)性檢測時(shí)偏差不超過±1.5dB。4.4.6常規(guī)校準(zhǔn)和檢查接觸法所用儀器應(yīng)至少每年校準(zhǔn)一次，校準(zhǔn)方法應(yīng)按JJG746中的相關(guān)規(guī)定進(jìn)行。水浸法所用儀器應(yīng)至少每年校準(zhǔn)一次，校準(zhǔn)方法應(yīng)按供需雙方協(xié)商確定的方法進(jìn)行，或參照J(rèn)JG746中的相關(guān)規(guī)定進(jìn)行。5被檢件5.1檢測前應(yīng)檢查被檢件表面狀況是否滿足檢測要求，被檢件檢驗(yàn)面應(yīng)清潔、光滑、平直、無影響檢測的劃傷和斑痕，如發(fā)現(xiàn)有任何影響超聲波檢測的因素應(yīng)進(jìn)行處理合格后再進(jìn)行檢測。5.2被檢件表面粗糙度的具體要求可由供需雙方根據(jù)被檢件不同區(qū)域的檢測質(zhì)量等級(jí)要求進(jìn)行協(xié)商確定，不同質(zhì)量等級(jí)對應(yīng)的表面粗糙度要求見表1。表1被檢件表面粗糙度要求檢驗(yàn)等級(jí)AAAAAA、B、C表面粗糙度(Ra)/μm6基準(zhǔn)靈敏度校準(zhǔn)6.1靈敏度應(yīng)能保證檢測到指定質(zhì)量等級(jí)所要求的最小不連續(xù)的尺寸。6.2在每次檢測前、檢測后或連續(xù)工作2h,應(yīng)進(jìn)行靈敏度校準(zhǔn)檢查。檢測期間若設(shè)備狀態(tài)有任何變化，應(yīng)立即對設(shè)備重新進(jìn)行校準(zhǔn)。若校準(zhǔn)靈敏度高于原檢測靈敏度2dB,則對上次校準(zhǔn)以來發(fā)現(xiàn)缺陷的成形件重新檢測，若低于原檢測靈敏度2dB,則應(yīng)重新檢測上次校準(zhǔn)以來所測所有成形件。6.3采用對比試塊來校準(zhǔn)儀器時(shí)，應(yīng)使試塊中反射體信號(hào)幅度在滿屏高度的60%～80%范圍內(nèi)。6.4宜采用距離-波幅曲線(DAC)或距離增益補(bǔ)償曲線(TCG)法設(shè)定靈敏度，其他靈敏度設(shè)定方法由供需雙方協(xié)商確定。6.5應(yīng)選擇與被檢件相同成形方向的對比試塊設(shè)定基準(zhǔn)靈敏度。47檢測過程7.1檢測工藝規(guī)程超聲檢測應(yīng)按照檢測工藝規(guī)程實(shí)施，如合同中有具體規(guī)定時(shí)，工藝規(guī)程應(yīng)在檢測前由需方批準(zhǔn)。工藝規(guī)程主要包括：被檢件的特征，檢測設(shè)備的描述，檢測人員資質(zhì)，檢測區(qū)域及質(zhì)量等級(jí)，待檢件7.2檢測要點(diǎn)7.2.1.1應(yīng)依據(jù)被檢件形狀及檢測方向厚度等信息進(jìn)行檢測面的選擇，具體由供需雙方協(xié)商確定。7.2.1.2一般采用縱波法進(jìn)行檢測，必要時(shí)，經(jīng)供需雙方協(xié)商也可采用橫波或其他波形進(jìn)行檢測。7.2.1.3應(yīng)依據(jù)被檢件厚度、應(yīng)檢出的最小不連續(xù)及被檢材料的聲衰減進(jìn)行檢測頻率的選擇。7.2.1.4掃查速度應(yīng)不大于能分辨出對比試塊中的平底孔的掃描速度，掃查間距應(yīng)能確保對所檢測區(qū)域的全覆蓋掃描。7.2.1.5應(yīng)從垂直和平行兩個(gè)方向?qū)Τ尚渭M(jìn)行檢測，如條件限制，不能從兩個(gè)方向進(jìn)行檢測時(shí)，應(yīng)注明。7.2.1.6檢測過程中，應(yīng)在被檢件相互平行的表面監(jiān)測底波的衰減量，用底波高度下降的dB值表示。7.2.1.7檢測結(jié)束后，應(yīng)及時(shí)將耦合劑清除干凈。7.2.1.8允許的本底噪聲應(yīng)不超過對比試塊中參考平底孔反射高度的50%,否則，應(yīng)改變檢測工藝重新檢測。7.2.1.9當(dāng)對比試塊和待檢件之間存在聲傳輸特性差異時(shí)，宜考慮聲傳輸修正。修正方法通過測試與被檢件等厚度的對比試塊的底面反射波幅值與被檢件底面反射波幅值的分貝差來進(jìn)行。注：理論上，頻率越高，可檢出的不連續(xù)越小，但是聲衰減增加。噪聲電平和表面狀態(tài)等可能成為采用高頻率的制約因素。相鄰探頭移動(dòng)覆蓋區(qū)至少為有效探頭直徑的10%。7.2.3.1根據(jù)探頭和檢測時(shí)金屬的聲程選擇最佳水距。7.2.3.2檢測時(shí)探頭至少有10%的有效聲束寬度重疊。7.2.3.3縱波檢測時(shí)，調(diào)節(jié)聲束入射角，使入射面的反射信號(hào)幅度達(dá)到最大，從而使縱波與入射面垂直。7.2.3.4如需分區(qū)檢測，則每個(gè)檢測分區(qū)的對比試塊應(yīng)至少包含埋藏深度為檢測區(qū)域開始和結(jié)束的兩個(gè)平底孔。8檢測結(jié)果的評定8.1定向能量沉積金屬成形件的質(zhì)量等級(jí)由供需雙方協(xié)商確定，當(dāng)采用多個(gè)質(zhì)量等級(jí)時(shí)，應(yīng)在技術(shù)文件中標(biāo)出相應(yīng)的區(qū)域并分別指定所要求的質(zhì)量等級(jí)。表2給出了平底孔的質(zhì)量驗(yàn)收等級(jí)，如表2不完全適用，則按供需雙方所簽訂的技術(shù)文件進(jìn)行質(zhì)量等級(jí)評定。8.2垂直沉積方向和平行沉積方向的質(zhì)量等級(jí)由供需雙方協(xié)商確定，如未具體規(guī)定，建議平行沉積方5向的質(zhì)量等級(jí)不低于垂直沉積方向的質(zhì)量等級(jí)。表2定向能量沉積金屬被檢件的超聲質(zhì)量等級(jí)要求等級(jí)單個(gè)不連續(xù)性指示多個(gè)不連續(xù)性指示長條形不連續(xù)性指示噪聲當(dāng)量平底孔直徑當(dāng)量平底孔直徑間距當(dāng)量平底孔直徑長度AAA3AAABC不要求不要求單個(gè)不連續(xù)性指示的幅度超過所要求等級(jí)的當(dāng)量平底孔指示幅度，為不符合要求?！倍鄠€(gè)不連續(xù)性指示中間距小于25mm,或指示幅度超過所要求等級(jí)的當(dāng)量平底孔指示幅度，為不符合要求。其中，間距指任何兩個(gè)指示的中心間距。任何長條形不連續(xù)性指示的幅度超過所要求等級(jí)的當(dāng)量平底孔指示幅度和所規(guī)定的長度，為不符合要求。噪聲指所要求等級(jí)的多個(gè)或長條形不連續(xù)性指示當(dāng)量平底孔的一6dB。8.3任何一個(gè)不連續(xù)點(diǎn)的反射信號(hào)，應(yīng)不大于與該不連續(xù)點(diǎn)相同深度的參考平底孔的反射信號(hào)。8.4當(dāng)?shù)撞糠瓷湫盘?hào)與相同或相似的同類無缺陷成形件比較，出現(xiàn)大于50%的非飽和底波損失，同時(shí)在入射面與底面間伴隨有信號(hào)的增加(至少為正常的本底噪聲信號(hào)的兩倍)時(shí)，為不符合要求。8.5單個(gè)不連續(xù)按6dB法測長，長條形不連續(xù)按6dB法、20dB法或端點(diǎn)峰值法測長。8.6超出噪聲水平即為不符合要求。8.7經(jīng)評定反射信號(hào)超過確定的標(biāo)準(zhǔn)，但缺陷在后處理工藝過程中可被消除掉，這樣的成形件可由供需雙方協(xié)商決定。9檢測報(bào)告檢測報(bào)告應(yīng)包含但不限于下列信息：a)被檢件特征(如材質(zhì)、尺寸、成形方向等);c)超聲波檢驗(yàn)儀型號(hào)、探頭規(guī)格；d