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超聲波檢測激光焊接缺陷原理

发布时间:2016-08-26 | 来源:星鴻藝激光焊接运营部 | 分享:


    超声波检测(ultrasonic testing,UT),是利用超声波在介质中传播、衰减、反射等特性来进行探伤的,由于其本身的特点,在焊接自动无损检测中得到了广泛应用。
   超聲波檢翻基本原理
    超声波的传播与衰减
    超声波是一种机械波,其振动频率大于20kHz。是机械振动在弹性介质中的一种传播过程。超声波探伤是利用超声波在探头被检材料中传播时,根据材料的缺陷所显示的声学性质对超声波传播的影响来探测缺陷的一种探伤方法。超声波在传播的过程中,由于介质对声波的衰减,以及声波图典型的超声波探头的声场在传播过程中的扩散,使得超声波的能量脏着传播距离的增加而减少。典型的超声波探头的声场。
    超声波的产生和传播过程。将脉冲振荡嚣产生肭电压加至探头的晶片上,刘用压电效应产生超声波,经过耦合在被检测物体中进行传播。在传播的过程中,遇到异质界面(缺陷)会产生反射回波,网波到达晶片后被仪器接收、显示或传给计算机进行处理和识别。常规超声检测是以水平基线(x轴)表示距离或时间,用垂直于基线的偏转(Y轴)表示幅度的一种信息显示方法,也称作A型显示。常规超声探伤中的波形观察方法,显示屏上缺陷回波的位置正比于缺陷在被检测件中的位置。
    超声波的界面行为
    当超声波垂直入射到由两种不同介质构成的异质界面上时,一部分超声波(入射波)被反射;其余部分(透射波)将穿过界面继续传播,这两部分的比率取决于界面两侧介质的密度和超声波在该介质中的传播速度(声速)。例如,钢和空气两者的密度和声速相差很大,因此超声波在其界面
上幾乎100%地反射;而鋼和水接觸時,88%的能量被反射,12%穿透界面。同時,反射比率的大小僅取決于二介質聲阻抗2之差,而與何者爲第一介質無關。如上所述,如果探頭與被檢物之間有空氣時,超聲波是完全不能傳過去的,必須利用油或水等介質(耦合荊)進行耦合。
    当超声波倾斜入射到界面上时,在界面上会产生反射和折射。折射波的方向与入射波方向一般是不相同的。超声波倾斜入射到异质界面时的行为,这里假设介质I  (声速c,)的声阻抗小于介质Ⅱ(声速。2)的声阻抗。此时,入射角。和折射角日是由两种介质中的声速决定的。
    在焊缝探伤中多用斜探头,即采用横渡探伤,斜探头就是利用上述原理制作的。从晶片发出的超声波(纵波)传人探头内的有机玻璃斜楔,倾斜人射到界面上(一般为有机玻璃和钢)。当选择合适的入射角时,使得入射角大于纵波的临界角(即纵波全部反射),此时,被检物中只有横波。
    超声波探伤对于平面状的缺陷,不管其厚度如何薄,只要超声波是垂直入射的,就可以取得很高的反射回波。对于球形缺陷如气孔,当其尺寸较小时,难以获得足够的反射回波。超声波探伤对钢板的层叠、分层和裂纹缺陷的探伤分辨率都是很高的,面对单个气孔的探伤分辨率则很低。超声波探伤的灵敏度与使用的探伤面探头频率、仪器设备、被检测件的材质以及缺陷性质和取向等有关。对缺陷种类的判断(即定性)需要有熟练的技术和经验。

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