材料加工分析測(cè)試技術(shù)-超聲波探傷

1、超聲波探傷學(xué)院：材料科學(xué)與工程學(xué)院專業(yè)班級(jí)：材碩1502學(xué)生姓名：李顯龍學(xué)生學(xué)號(hào)：S20150323主要內(nèi)容 超聲波探傷原理 超聲波探傷設(shè)備 超聲波探傷在焊接接頭中的應(yīng)用工作原理 超聲波探傷是利用材料及其缺陷的聲學(xué)性能差異對(duì)超聲波傳播波形反射情況和穿透試件的能量變化來檢驗(yàn)材料內(nèi)部缺陷的無損檢驗(yàn)方法。 超聲波具有較強(qiáng)的穿透性，因此從一個(gè)工件的表面向內(nèi)部發(fā)射時(shí)，可以穿透工件，如果途中遇有缺陷，一部分超聲波就會(huì)被反射而回，而返回的信號(hào)被陰極射線管接收。超聲波探傷設(shè)備 超聲波探傷設(shè)備一般包括超聲波探傷儀、探頭和試塊組成。超聲波探傷儀超聲波探傷儀探頭探頭試塊試塊超聲波探傷的應(yīng)用 主要用于檢測(cè)金屬材料和部

2、分非金屬材料的內(nèi)部缺陷。 在焊接接頭可以用來檢測(cè)焊縫中可能存在的氣孔、夾渣、未焊透、未熔合、裂紋等缺陷。 主要介紹超聲波在焊接中的探傷。焊縫超聲波探傷 超聲波探傷一般包括探傷前的準(zhǔn)備、實(shí)時(shí)探傷操作、缺陷的評(píng)定、檢驗(yàn)結(jié)果的分級(jí)、記錄與報(bào)告等過程。 焊縫超聲波探傷是通過探傷儀示波屏上反射回波的位置、高度、波形的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)特征來顯示被探焊件質(zhì)量優(yōu)劣的 采用超聲波探傷法對(duì)焊縫探傷時(shí),應(yīng)根據(jù)焊件的材質(zhì)、結(jié)構(gòu)、焊接方法、使用條件、載荷等,確定不同的探傷方案常見接頭形式：(1)對(duì)接 (2)角接 (3)T接 焊接接頭及常見缺陷 (4)搭接 焊接坡口形式常見焊接缺陷氣孔氣孔咬邊咬邊夾渣夾渣未熔合未熔合未焊透未焊

3、透焊瘤焊瘤燒穿燒穿下塌下塌裂紋裂紋氣孔氣孔超聲波探傷方法 脈沖反射法超聲波以持續(xù)極短的時(shí)間發(fā)射脈沖到被檢試件內(nèi),根據(jù)反射的情況來檢測(cè)試件缺陷的一種方法。 穿透法穿透法是根據(jù)脈沖波或連續(xù)波穿透試件之后的能量變化來判斷缺陷情況的一種方法。 共振法聲波在工件內(nèi)傳播,當(dāng)試件的厚度為超聲波的半波長或半波長的整數(shù)倍時(shí),由于入射波和反射波的位置相同,則引起共振,因而儀器可顯示出共振頻率點(diǎn).超聲波探傷基本方法直接接觸法 垂直入射法垂直入射法采用直探頭將聲束垂直入射工件探傷面進(jìn)行探采用直探頭將聲束垂直入射工件探傷面進(jìn)行探傷的方法。傷的方法。TTTFB 斜角探傷法斜角探傷法是采用斜探頭將聲束傾斜入射工件探傷面進(jìn)行

4、探是采用斜探頭將聲束傾斜入射工件探傷面進(jìn)行探傷的方法。傷的方法。超聲波探傷基本方法直接接觸法 焊接接頭超聲檢測(cè)技術(shù)等級(jí)焊接接頭超聲檢測(cè)技術(shù)等級(jí) 主要根據(jù)檢測(cè)面的數(shù)量、檢測(cè)探頭的多少、是否檢測(cè)橫向缺陷、焊縫余高是否磨平來進(jìn)行劃分。 1 1）A A級(jí)檢測(cè)：級(jí)檢測(cè)： 原則上適用于與承壓設(shè)備有關(guān)的支承件和結(jié)構(gòu)件原則上適用于與承壓設(shè)備有關(guān)的支承件和結(jié)構(gòu)件焊接接頭的檢測(cè)。焊接接頭的檢測(cè)。 技術(shù)要求：僅適用于母材厚度8mm46mm的對(duì)接焊接接頭?？捎靡环NK值探頭采用直射波法和一次反射波法在對(duì)接焊接接頭的單面單側(cè)進(jìn)行檢測(cè)。一般不要求進(jìn)行橫向缺陷的檢測(cè)。 A A級(jí)檢驗(yàn)示意圖級(jí)檢驗(yàn)示意圖 2 2） B B級(jí)檢測(cè)：

5、級(jí)檢測(cè)： 適用于一般承壓設(shè)備對(duì)接接接頭的檢測(cè)。適用于一般承壓設(shè)備對(duì)接接接頭的檢測(cè)。 技術(shù)要求：技術(shù)要求： 母材厚度母材厚度8mm8mm46mm46mm時(shí)，一般用一種時(shí)，一般用一種K K值探頭，采用直值探頭，采用直射波法和一次反射波法在對(duì)接焊接接頭的單面雙側(cè)進(jìn)行檢射波法和一次反射波法在對(duì)接焊接接頭的單面雙側(cè)進(jìn)行檢測(cè)測(cè)。 B B級(jí)檢驗(yàn)示意圖級(jí)檢驗(yàn)示意圖 3 3）C C級(jí)檢測(cè)：級(jí)檢測(cè)： 適用于重要承壓設(shè)備對(duì)接接接頭的檢測(cè)。適用于重要承壓設(shè)備對(duì)接接接頭的檢測(cè)。a)采用C級(jí)檢測(cè)時(shí)應(yīng)將焊接接頭的余高磨平，對(duì)焊接接頭兩側(cè)斜探頭掃查經(jīng)過的母材區(qū)域要用直探頭進(jìn)行檢測(cè)。b)母材厚度8mm46mm時(shí)，一般用兩種K值

6、探頭采用直射波法和一次反射波法在焊接接頭的單面雙側(cè)進(jìn)行檢測(cè)。兩種探頭的折射角相差應(yīng)不小于10，其中一個(gè)折射角應(yīng)為45。c)母材厚度大于46mm400mm時(shí)，一般用兩種K值探頭采用直射波法在焊接接頭的雙面雙側(cè)進(jìn)行檢測(cè)。兩種探頭的折射角相差應(yīng)不小于10。對(duì)于單側(cè)坡口角度小于5的窄間隙焊縫，如有可能應(yīng)增加對(duì)檢測(cè)與坡口表面平行缺陷有效的檢測(cè)方法。d)應(yīng)進(jìn)行橫向缺陷的檢測(cè)。檢測(cè)時(shí)，將探頭放在與焊縫及熱影響區(qū)上作兩個(gè)方向的平行掃查。 C級(jí)檢驗(yàn)示意圖 超聲波探傷的操作一、探測(cè)一、探測(cè)條件條件1.探測(cè)面的修整 工件表面的粗糙度直接影響探傷結(jié)果，一般要求表面粗糙度不大于6.3m，否則應(yīng)予以修整。 焊縫兩側(cè)探測(cè)面

7、的修整寬度P一般根據(jù)母材厚度而定。 厚度為8-46mm的焊縫采用二次波探傷，探測(cè)面修整寬度為 P 2KT+50 (mm) 厚度為大于46mm的焊縫采用一次波探傷，探測(cè)面修整寬度為 P KT+50 (mm) 試中 K-探頭的K值；T-工件厚度。 二次波探傷二次波探傷一次波探傷一次波探傷二、耦合劑的選擇二、耦合劑的選擇 在焊縫探傷中，常用的耦合劑有機(jī)油、甘油、漿糊、潤滑脂和水等，實(shí)際探傷中用得最多的是機(jī)油和漿糊。 三、頻率選擇三、頻率選擇 焊縫的晶粒比較細(xì)小，可選用比較高的頻率探傷，一般為2.5-5.0MHz。 對(duì)于板厚較小的焊縫，可采用較高的頻率； 對(duì)于板厚較大，衰減明顯的焊縫，應(yīng)選用較低的頻率

8、。 四、四、K K值選擇值選擇 探頭K值的選擇應(yīng)從以下三個(gè)方面考慮：（1）使聲束能掃查到整個(gè)焊縫截面；（2）使聲束中心線盡量與主要危險(xiǎn)性缺陷垂直；（3）保證有足夠的探傷靈敏度 設(shè)工件厚度為T，焊縫上下寬度分別為a和b，探頭K值為K，探頭前沿長度為L，則有： K=（a+b+L）/T 一般斜探頭K值可根據(jù)工件厚度來選擇，薄工件采用大K值，以便避免近場(chǎng)區(qū)探傷，提高定位定量精度；厚工件采用小K值，以便縮短聲程，減小衰減，提高探傷靈敏度。同時(shí)還可減少打磨寬度。在條件允許的情況下，應(yīng)盡量采用大K值探頭。 探頭K值常因工件中的聲速變化和探頭的磨損而產(chǎn)生變化，所以探傷前必須在試塊上實(shí)測(cè)K值，并在以后的探傷中經(jīng)

9、常校驗(yàn)。 標(biāo)準(zhǔn)中K值選擇： 8mmT25mmK=3.02.025mmT46mmK=2.51.546mmT400mmK=2.01.0 五、檢測(cè)方式的選擇五、檢測(cè)方式的選擇1. 縱向缺陷檢測(cè)： T=6-46mm 用一種K值探頭，一、二次波（即直射波和一次反射波），A級(jí)在對(duì)接焊縫單面單側(cè)檢測(cè)，B及檢測(cè)為單面雙側(cè)檢測(cè)，C級(jí)檢測(cè)為用兩種K值的直探頭在焊縫單面雙側(cè)用一次波或二次波檢測(cè)，其中一個(gè)探頭K1，兩個(gè)探頭折射角相差10。 46mmT120mm 不適用于A級(jí)檢測(cè)，對(duì)B級(jí)檢測(cè)探頭用一種K值，對(duì)C級(jí)檢測(cè)用兩種K值，一次波檢測(cè)（即直射波），在對(duì)接焊縫雙面單側(cè)或雙面雙側(cè)檢測(cè)。 120mmT400mm 用兩種K

10、值探頭，一次波（即直射波），在焊縫雙面雙側(cè)檢測(cè)。2.橫向缺陷橫向缺陷C級(jí)檢測(cè)應(yīng)磨平焊縫：一種或兩種K值，用一次波在焊縫上平行焊縫掃查。B級(jí)檢測(cè)不必將焊縫磨平即有余高焊縫：在焊縫兩側(cè)平行焊縫或斜平行焊縫掃查（一種或二種K值）電渣焊縫：K1探頭45斜平行掃查焊縫雙側(cè)。3.母材檢測(cè)母材檢測(cè)C級(jí)檢測(cè)，應(yīng)先用直探頭檢測(cè)，檢測(cè)是否有影響斜探頭檢測(cè)結(jié)果的分層或其他缺陷。該項(xiàng)檢測(cè)僅作記錄，不屬于對(duì)母材的驗(yàn)收檢測(cè)。技術(shù)要點(diǎn)：接觸式脈沖反射法、25MHz直探頭、探頭直徑10-25mm；靈敏度：母材完好處二次底波100%，記錄20%以上的回波信號(hào)。檢驗(yàn)結(jié)果的等級(jí)分類檢驗(yàn)結(jié)果的等級(jí)分類焊縫超聲檢驗(yàn)結(jié)果分為四級(jí)： 1）最大反射波幅不