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)行檢查的一種無損探傷方法。用發(fā)射探頭向構(gòu)件表面通過耦合劑發(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)的有無和幅度的高低，可對(duì)缺陷的有無和大小作出評(píng)估。通過測(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。材料特性的無損表征主要與超聲在試件中的傳播速度及在傳播過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)合材料制件的無損評(píng)價(jià); 對(duì)確定內(nèi)部缺陷的諸參量較之其他無損檢測(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)人員來進(jìn)行操作和判斷檢測(cè)結(jié)果。

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