超聲波探傷儀概念及優(yōu)點(diǎn)

　　超聲波探傷是利用超聲能透入金屬材料的深處，并由一截面進(jìn)入另一截面時(shí)，在界面邊緣發(fā)生反射的特點(diǎn)來(lái)檢查零件缺陷的一種方法，當(dāng)超聲波束自零件表面由探頭通至金屬內(nèi)部，遇到缺陷與零件底面時(shí)就分別發(fā)生反射波來(lái)，在熒光屏上形成脈沖波形，根據(jù)這些脈沖波形來(lái)判斷缺陷位置和大小。

　　利用材料及其缺陷的聲學(xué)性能差異對(duì)超聲波傳播的影響來(lái)檢驗(yàn)材料內(nèi)部缺陷的無(wú)損檢驗(yàn)方法。現(xiàn)在廣泛采用的是觀測(cè)聲脈沖在材料中反射情況的超聲脈沖反射法，此外還有觀測(cè)穿過(guò)材料后的入射聲波振幅變化的穿透法等。常用的頻率在0.5～5MHz之間。

　　常用的檢驗(yàn)儀器為 A型顯示脈沖反射式超聲波探傷儀。根據(jù)儀器示波屏上反射信號(hào)的有無(wú)、反射信號(hào)和入射信號(hào)的時(shí)間間隔、反射信號(hào)的高度，可確定反射面的有無(wú)、其所在位置及相對(duì)大小。儀器的基本結(jié)構(gòu)和原理見(jiàn)圖1。

　　超聲波在介質(zhì)中傳播時(shí)有多種波型，檢驗(yàn)中最常用的為縱波、橫波、表面波和板波。用縱波可探測(cè)金屬鑄錠、坯料、中厚板、大型鍛件和形狀比較簡(jiǎn)單的制件中所存在的夾雜物、裂縫、縮管、白點(diǎn)、分層等缺陷;用橫波可探測(cè)管材中的周向和軸向裂縫、劃傷、焊縫中的氣孔、夾渣、裂縫、未焊透等缺陷;用表面波可探測(cè)形狀簡(jiǎn)單的制件上的表面缺陷;用板波可探測(cè)薄板中的缺陷。

　　在A型探傷儀的基礎(chǔ)上發(fā)展而成的 B型、C型探傷儀，可得到不同方向反射面的信號(hào)，也可將B型、C型顯示組合以得到材料的內(nèi)部反射面的三維顯示圖。

　　上述各種探傷儀均利用脈沖電信號(hào)激勵(lì)壓電換能器發(fā)射超聲波，但也可用渦流聲換能器來(lái)檢驗(yàn)導(dǎo)電材料。這種換能器的換能過(guò)程在被探傷件表面進(jìn)行，無(wú)須與材料接觸，也不需要耦合劑，就可檢驗(yàn)表面粗糙和溫度高至500℃以上的金屬材料，在冶金工業(yè)中應(yīng)用較多。

　　超聲波在材料中傳播，由于吸收和散射等，強(qiáng)度會(huì)衰減，因此測(cè)量在諸如真空自耗爐中熔煉的合金材料中的衰減，有可能無(wú)損地了解材料組織均勻性的情況。

　　脈沖反射式超聲波法同其他無(wú)損檢驗(yàn)方法相比

　　主要優(yōu)點(diǎn)是：

　?、俅┩改芰?qiáng)，探測(cè)深度可達(dá)數(shù)米;

　?、陟`敏度高，可發(fā)現(xiàn)與直徑約十分之幾毫米的空氣隙反射能力相當(dāng)?shù)姆瓷潴w;

　?、墼诖_定內(nèi)部反射體的位向、大小、形狀及性質(zhì)等方面較為準(zhǔn)確;

　　④僅須從一面接近被檢驗(yàn)的物體;

　?、菘闪⒓刺峁┤毕輽z驗(yàn)結(jié)果;

　?、薏僮靼踩?，設(shè)備輕便。

　　主要缺點(diǎn)是：

　　①要由有經(jīng)驗(yàn)的人員謹(jǐn)慎操作;

　?、趯?duì)粗糙、形狀不規(guī)則、小、薄或非均質(zhì)材料難以檢查;

　?、蹖?duì)所發(fā)現(xiàn)缺陷作十分準(zhǔn)確的定性、定量表征仍有困難。