妙文：超聲檢測(cè)知多少，超聲檢測(cè)原理、優(yōu)點(diǎn)詳述

檢測(cè)是一個(gè)十分必要的流程，通過(guò)檢測(cè)，我們能夠發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品中存在的缺陷，并確保產(chǎn)品的質(zhì)量。為增進(jìn)大家對(duì)檢測(cè)技術(shù)的認(rèn)識(shí)，本文將對(duì)超聲檢測(cè)予以介紹。通過(guò)本文，您將對(duì)超聲檢測(cè)、超聲檢測(cè)原理以及超聲檢測(cè)法的優(yōu)點(diǎn)有所了解。如果你對(duì)檢測(cè)技術(shù)具有興趣，不妨繼續(xù)往下閱讀哦。

一、什么是超聲檢測(cè)

超聲檢測(cè)是指利用超聲波對(duì)金屬構(gòu)件內(nèi)部缺陷進(jìn)行檢查的一種無(wú)損探傷方法。用發(fā)射探頭向構(gòu)件表面通過(guò)耦合劑發(fā)射超聲波，超聲波在構(gòu)件內(nèi)部傳播時(shí)遇到不同界面將有不同的反射信號(hào)(回波)。利用不同反射信號(hào)傳遞到探頭的時(shí)間差，可以檢查到構(gòu)件內(nèi)部的缺陷。根據(jù)在熒光屏上顯示出的回波信號(hào)的高度、位置等可以判斷缺陷的大小，位置和大致性質(zhì)3超聲檢測(cè)對(duì)裂紋、未焊透及未熔合缺陷較敏感，對(duì)氣孔、夾渣不太敏感。超聲檢測(cè)直觀性較差，易漏檢。對(duì)近表面缺陷不敏感(稱為超聲波的盲區(qū))。

使超聲波與材料相互作用并對(duì)反射、透射和散射的波進(jìn)行研究，以對(duì)材料的宏觀缺陷、微觀組織、力學(xué)性能等進(jìn)行無(wú)損評(píng)價(jià)的技術(shù)。按原理可分穿透法、共振法和脈沖反射法三種，以后者最為常用。對(duì)于宏觀缺陷的檢測(cè)，常用振動(dòng)頻率為0.5～25MHz的短脈沖波以反射法進(jìn)行，此時(shí)，在試件中傳播的聲脈沖遇到聲特性阻抗 (材料密度 與聲速相乘積)，有變化處部分入射聲能可被反射。根據(jù)反射信號(hào)的有無(wú)和幅度的高低，可對(duì)缺陷的有無(wú)和大小作出評(píng)估。通過(guò)測(cè)量入射波與反射波之間的時(shí)差，可確定反射面與試件表面上入射點(diǎn)的距離。

為適應(yīng)不同類型的試件，不同取向、位置和性質(zhì)的缺陷及質(zhì)量要求，可選用的波形有縱波、橫波、瑞利波、蘭姆波和爬波。采用特定的掃描顯示方式及相應(yīng)的電子線路， 可獲得試件中缺陷分布及形態(tài)的圖像。材料特性的無(wú)損表征主要與超聲在試件中的傳播速度及在傳播過(guò)程中能量的衰減與材料的微觀組織結(jié)構(gòu)有關(guān)，如果這種關(guān)系可從先前的冶金學(xué)研究得知，表征的內(nèi)容可包括：彈性方面的評(píng)價(jià)，微觀組織和形態(tài)變化的描 述，分散的聲不連續(xù)性和缺陷群的評(píng)定，力學(xué)性能變化和材質(zhì)下降的測(cè)量 等。此法優(yōu)點(diǎn)是：可用于金屬、非金屬、 復(fù)合材料制件的無(wú)損評(píng)價(jià); 對(duì)確定內(nèi)部缺陷的諸參量較之其他無(wú)損檢測(cè)方法有綜合優(yōu)勢(shì);靈敏度高，可檢出數(shù)十 μm級(jí)缺陷;僅需從一側(cè)接近試件;設(shè)備輕便可作現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)。主要局限性是對(duì)材料及制件做精確的定性、定量表征，仍需進(jìn)一步深入研究。

二、超聲檢測(cè)的原理

超聲波是頻率高于20千赫的機(jī)械波。在超聲探傷中常用的頻率為0.5～10兆赫。這種機(jī)械波在材料中能以一定的速度和方向傳播，遇到聲阻抗不同的異質(zhì)界面(如缺陷或被測(cè)物件的底面等)就會(huì)產(chǎn)生反射、折射和波形轉(zhuǎn)換。這種現(xiàn)象可被用來(lái)進(jìn)行超聲波探傷，最常用的是脈沖反射法，探傷時(shí)，脈沖振蕩器發(fā)出的電壓加在探頭上(用壓電陶瓷或石英晶片制成的探測(cè)元件)，探頭發(fā)出的超聲波脈沖通過(guò)聲耦合介質(zhì)(如機(jī)油或水等)進(jìn)入材料并在其中傳播，遇到缺陷后，部分反射能量沿原途徑返回探頭，探頭又將其轉(zhuǎn)變?yōu)殡娒}沖，經(jīng)儀器放大而顯示在示波管的熒光屏上。根據(jù)缺陷反射波在熒光屏上的位置和幅度(與參考試塊中人工缺陷的反射波幅度作比較)，即可測(cè)定缺陷的位置和大致尺寸。除反射法外，還有用另一探頭在工件另一側(cè)接受信號(hào)的穿透法以及使用連續(xù)脈沖信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)的連續(xù)法。利用超聲法檢測(cè)材料的物理特性時(shí)，還經(jīng)常利用超聲波在工件中的聲速、衰減和共振等特性。

三、超聲檢測(cè)法的優(yōu)點(diǎn)

超聲檢測(cè)法的優(yōu)點(diǎn)是：穿透能力較大，例如在鋼中的有效探測(cè)深度可達(dá)1米以上;對(duì)平面型缺陷如裂紋、夾層等，探傷靈敏度較高，并可測(cè)定缺陷的深度和相對(duì)大小;設(shè)備輕便，操作安全，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化檢驗(yàn)。缺點(diǎn)是：不易檢查形狀復(fù)雜的工件，要求被檢查表面有一定的光潔度，并需有耦合劑充填滿探頭和被檢查表面之間的空隙，以保證充分的聲耦合。對(duì)于有些粗晶粒的鑄件和焊縫，因易產(chǎn)生雜亂反射波而較難應(yīng)用。此外，超聲檢測(cè)還要求有一定經(jīng)驗(yàn)的檢驗(yàn)人員來(lái)進(jìn)行操作和判斷檢測(cè)結(jié)果。

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