超声波探伤实验讲义附

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1、超声波探伤实验目的（一）、学习焊接接头超声波检验的基本方法；（二）、掌握焊接接头的超声波纵波探伤法；（三）、观察和分析探伤波形，测定焊接缺陷的位置和大小了解缺陷性质的波形分析法。二、实验装置及实验材料（一）超声波探伤仪（CTS-22型）一台（二）探头一套（三）标准试块一块（四）人工缺陷试块三块（五）焊接接头试块三块（六）稳压电源一台（七）耦合剂（20号机油）一瓶（八）钢板尺（150mm）一把三、实验原理超声波探伤是利用超声波在物体中的传播、反射和衰减等物理特性來发现物体内部缺陷的一种方法。目前我国应用

2、最多的超声波探伤法是脉冲反射法。这种方法的探伤原理是，当脉冲超声波入射到被测试件，在材料内部传播，遇到缺陷和材料基体界面时，由于声阻抗的差异发生波反射。脉冲反射法探伤便是根据显示在探伤仪荧光屏上的反射波来判断事件内部缺陷位置、性质和大小。这种方法根据探伤所用的波的类型不同，又可分为纵波法、横波法、表面波法和极波法等。本实验采用纵波法探伤和横波法探伤。纵波法探伤纵波法探伤时，把直探头放在试件的探测面上，使探头发射的超声波垂直于探测面入射到试件内。入射的部分声波遇到缺陷界血被反射回来，其余部分的入射声波被

3、继续传播到试件底面才被反射回來。这时，探伤仪荧光屏上会显示出起始波T、缺陷波F和底波B。如果探伤仪具有良好的时基线性，便可利用T、F和B三个波之间的距离來确定缺陷在试件内部的位置。I-1缺回玻法ffl4-2底彼吕龙決横波探伤法当超声波倾斜射入到试件探测表面上时，波形将发转变而产牛横波。若试件内部无缺陷，声波将会在试件上、下表面反射，形成“W”形路径，荧光屏上只显示起始波。如果试件内部有缺陷，声波还将在缺陷表面反射，产生缺陷波。声束若达到试件端角，则荧光屏上呈现岀端角波。缺陷的位置可根据探头的折射角、入

4、射位置和声程来确定。四、试验条件、方法及步骤（一）超声波探伤仪的使用方法图3・7CTS-22型探伤仪面板示您图1.芨射横座「搔收捆座3・工作方式选揮发射强度5.粗岡漫直if6・细谀便减莽？・抑制8-壇益9.定位谢新10.永谀管11-連光罩12.聚痕13.澤度垃围14.廉皮细调15.位16.电虧迪压指示器17.电猱开关1把探伤仪接上稳压电源，闭合仪器面板上的电源开关。2接上探头。3调节探伤仪的“辉度”、“聚焦”、“扫描水平和垂直位置”旋钮，并使起始波的前沿对准标尺零点。4清理时间表面，涂上耦合剂。5调

5、节“深度”旋钮；把“微调”控制旋钮调到零位；把“粗调”控制旋钮调到和试件厚度6相当的档数；适当调节“微调”旋钮，以便测读荧光屏上底波位置。7用标准试块检验仪器的时基线性、斜探头入射点、折射角、扫描速度和校正零点。8校验试件和焊件的缺陷。9探伤完毕后切断电源，卸下探头。（二）仪器性能的测定（水平线性的测定）水平线性又称吋基线性，他表征探伤仪在示波屏吋I'可轴上按比例显示底血多次回波的能力。对仪器而言，它主要収决于扫描锯齿波的线性和示波管显示图形畸变程度，在使用上，水平线性误差影响测距精度。测试方法：（1

6、）将直探头置于CSK-IA（或其他试块）上，对准25mm厚的大平底面，如图3.40（a）（2）调［微调］、［水平］或［脉冲移位］等旋钮，使示波屏上出现五次底波B1到B5,且使B1前沿对准2.0,B5对准10.0,如图3.40（b）。(a)图3,0水平线性的测试记录B2、B3、B4与水平刻度4.（）、6・0、8.0偏差值a2、a3、a4（3）计算水平线性误差也也xlOO%0.8/7式中amax・a2、a3、a4中最大者;b■示波屏水平满刻度值。（三）探头的选择超声波探伤中，超声波的发射和接收都是通过探头

7、來实现的。探头的种类很多，结构型式也不一样。探伤前应根据被检对象的形状、衰减和技术要求来选择探头。1、探头型式的选择常用的探头型式有纵波直探头、横波斜探头表面波探头、双晶探头、聚焦探头等。一般根据工件的形状和可能出现缺陷的部位、方向等条件来选择探头的型式，使声束轴线尽量与缺陷垂直。1）纵波直探头只能发射和接收纵波，束轴线垂直于探测面，主耍用于探测与探测面平行的缺陷，如锻件、钢板中的夹层、折叠等缺陷。2）横波斜探头是通过波形转换来实现横波探伤的。主要用于探测与深测而垂直或成一定角的缺陷。如焊缝生中的未焊

8、透、夹渣、未溶合等缺陷。2、探头晶片尺寸的选择1）探头圆晶片尺寸一般为*10-*30mm,晶片大小对探伤也有一定的影响，选择晶片尺寸时要考虑很多因素。一般（1）探伤面积范围大的工件时，为了提高探伤效率宜选用大晶片探头。（2）探伤厚度大的工件吋，为了有效地发现远距离的缺陷宜选用大晶片探头。（3）探伤小型工件时，为了提高缺陷定位定量精度宜选用小晶片探头。（4）探伤表面不太平整，曲率较大的工件时，为了减少耦合损失宜选用小晶片探头。（四）频率的选择超声波探伤频率