(2025年)超聲波探傷試題附答案一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分）1.超聲波探傷中，橫波主要用于檢測（）A.板材分層缺陷B.鍛件中心縮孔C.焊縫中的面狀缺陷D.鑄件中的氣孔2.某鋼工件中縱波聲速為5960m/s，頻率2.5MHz，其波長約為（）A.2.38mmB.1.19mmC.0.48mmD.3.57mm3.下列耦合劑中，聲阻抗最大的是（）A.水B.甘油C.機(jī)油D.化學(xué)漿糊4.超聲波在介質(zhì)中傳播時(shí)，與衰減無關(guān)的因素是（）A.介質(zhì)晶粒大小B.探頭頻率C.缺陷形狀D.傳播距離5.DAC曲線（距離-波幅曲線）的主要作用是（）A.確定缺陷埋藏深度B.評(píng)定缺陷當(dāng)量大小C.測量探頭折射角D.計(jì)算聲程補(bǔ)償值6.用K2斜探頭（折射角63.4°）探測厚度20mm的鋼板對(duì)接焊縫，缺陷聲程100mm時(shí)，其水平距離為（）A.40mmB.89.4mmC.60mmD.98.0mm7.超聲波探傷的近場區(qū)長度與（）成正比A.探頭直徑平方B.探頭直徑C.波長D.頻率平方8.鋼/空氣界面的聲壓反射率約為（）（鋼的聲阻抗45×10?kg/(m2·s)，空氣聲阻抗0.0004×10?kg/(m2·s)）A.99.9%B.90%C.50%D.10%9.調(diào)整探傷靈敏度時(shí)，若實(shí)際檢測溫度比校準(zhǔn)溫度高15℃，則需（）A.提高靈敏度B.降低靈敏度C.無需調(diào)整D.重新校準(zhǔn)探頭10.根據(jù)JB/T4730-2019標(biāo)準(zhǔn)，鋼制承壓設(shè)備對(duì)接焊縫超聲波探傷中，評(píng)定等級(jí)為Ⅰ級(jí)的焊縫，單個(gè)缺陷的最大反射波幅應(yīng)不超過（）A.DAC+0dBB.DAC-6dBC.DAC+10dBD.DAC-10dB二、填空題（每空1分，共20分）1.超聲波按波型分類，主要有縱波、橫波、表面波和______。2.縱波在固體介質(zhì)中的聲速計(jì)算公式為C?=√(E/ρ(1-σ)/(1+σ)(1-2σ))，其中E為______，σ為泊松比。3.斜探頭的K值定義為橫波折射角的______，K2探頭對(duì)應(yīng)的折射角約為______。4.AVG曲線中的A代表距離，V代表______，G代表______。5.超聲波的衰減包括擴(kuò)散衰減、______和______。6.探傷儀的盲區(qū)是指______到______之間無法檢測的區(qū)域。7.橫波探傷時(shí)，為避免產(chǎn)生表面波，入射角度應(yīng)控制在______和______之間（以鋼/有機(jī)玻璃界面為例）。8.缺陷當(dāng)量計(jì)算常用的方法有______、______和端點(diǎn)峰值法。9.JB/T4730-2019標(biāo)準(zhǔn)中，鋼板超聲波探傷分為______個(gè)質(zhì)量等級(jí)，其中Ⅰ級(jí)要求最高。10.聚焦探頭通過______或______實(shí)現(xiàn)聲束聚焦，可提高探傷分辨率。三、判斷題（每題1分，共10分）1.橫波只能在固體中傳播，不能在液體和氣體中傳播。（）2.超聲波近場區(qū)中，聲壓分布不均勻，缺陷定位誤差較大。（）3.耦合劑的聲阻抗應(yīng)遠(yuǎn)大于工件聲阻抗，以減少聲能損失。（）4.DAC曲線是距離-波幅-當(dāng)量曲線的簡稱，用于缺陷當(dāng)量評(píng)定。（）5.薄板（厚度＜6mm）超聲波探傷宜采用橫波斜探頭。（）6.缺陷反射波高僅與缺陷面積有關(guān)，與缺陷取向無關(guān)。（）7.JB/T4730-2019中，Ⅰ級(jí)焊縫允許存在當(dāng)量為Φ3mm的單個(gè)缺陷。（）8.探傷儀的盲區(qū)大小主要與始脈沖寬度和抑制功能有關(guān)。（）9.橫波斜探頭的K值是折射角的正弦值。（）10.超聲波在介質(zhì)中的衰減系數(shù)α（dB/mm）=20lg(e^(α'x))/x，其中α'為衰減系數(shù)（Np/mm）。（）四、簡答題（每題8分，共40分）1.簡述超聲波探傷的基本原理。2.說明直探頭與斜探頭的主要區(qū)別及適用場景。3.影響超聲波耦合效果的主要因素有哪些？4.繪制DAC曲線時(shí)需經(jīng)歷哪些主要步驟？其在實(shí)際探傷中的作用是什么？5.厚板（厚度＞60mm）與薄板（厚度＜6mm）超聲波探傷的主要區(qū)別有哪些？五、計(jì)算題（每題10分，共30分）1.已知某鋁合金工件的彈性模量E=70GPa，密度ρ=2700kg/m3，泊松比σ=0.33，計(jì)算其縱波聲速（結(jié)果保留兩位小數(shù)）。2.用K2斜探頭（折射角63.4°）探測厚度T=30mm的鋼板對(duì)接焊縫，熒光屏水平刻度按聲程1:1調(diào)節(jié)。探傷時(shí)發(fā)現(xiàn)一缺陷，其波峰出現(xiàn)在刻度80處，求該缺陷的深度和水平距離（結(jié)果保留整數(shù)）。3.某工件探傷時(shí)，校準(zhǔn)靈敏度用Φ2mm×200mm標(biāo)準(zhǔn)試塊（聲程200mm），波高80%；實(shí)際檢測中，某缺陷聲程為150mm，波高50%。若材質(zhì)衰減系數(shù)α=0.02dB/mm（雙面），試計(jì)算該缺陷的當(dāng)量（以Φ2mm為基準(zhǔn)，DAC曲線按距離平方反比規(guī)律補(bǔ)償）。答案一、單項(xiàng)選擇題1.C2.A3.B4.C5.B6.B7.A8.A9.A10.B二、填空題1.板波（蘭姆波）2.彈性模量3.正切值；63.4°4.波幅；缺陷當(dāng)量5.散射衰減；吸收衰減6.探測面；缺陷最小可檢深度7.第一臨界角（約27.6°）；第二臨界角（約57.7°）8.當(dāng)量試塊比較法；AVG曲線法9.三10.曲面晶片；聲透鏡三、判斷題1.√2.√3.×4.√5.×6.×7.×8.√9.×10.√四、簡答題1.超聲波探傷基本原理：利用高頻超聲波（通常0.5-10MHz）在介質(zhì)中傳播時(shí)的聲阻抗差異，當(dāng)遇到缺陷（如裂紋、氣孔）或異質(zhì)界面時(shí)，部分聲能會(huì)反射形成回波。通過探傷儀接收并顯示回波的時(shí)間、幅度和位置，可判斷缺陷的存在、位置、大小及性質(zhì)。2.直探頭與斜探頭區(qū)別及適用場景：直探頭采用縱波（垂直入射），主要用于檢測與探測面平行的缺陷（如板材分層、鍛件疏松）；斜探頭通過楔塊產(chǎn)生橫波（傾斜入射），用于檢測與探測面成一定角度的缺陷（如焊縫中的未熔合、裂紋）。直探頭聲束垂直，結(jié)構(gòu)簡單；斜探頭需考慮折射角和K值，適用于復(fù)雜幾何形狀工件。3.影響耦合效果的因素：①耦合劑的聲阻抗（需接近工件，減少界面反射）；②耦合層厚度（越薄越好，避免形成多次反射）；③工件表面粗糙度（Ra≤6.3μm為宜，否則聲能散射增加）；④耦合壓力（適當(dāng)壓力可減少空氣間隙）；⑤工件表面形狀（曲面需匹配耦合劑厚度或使用專用探頭）。4.DAC曲線繪制步驟：①選擇與被檢工件材質(zhì)、表面狀態(tài)一致的對(duì)比試塊（如CSK-ⅡA）；②在試塊上選取不同深度的人工反射體（如Φ3mm橫孔）；③分別探測各反射體，記錄聲程與對(duì)應(yīng)的波幅；④將各點(diǎn)波幅連線，形成距離-波幅基準(zhǔn)曲線。作用：用于缺陷當(dāng)量評(píng)定，通過比較缺陷波幅與DAC曲線的相對(duì)位置，確定缺陷是否超標(biāo)。5.厚板與薄板探傷區(qū)別：①探頭選擇：厚板用低頻（1-2.5MHz）直探頭，減少衰減；薄板用高頻（5-10MHz）直探頭，提高分辨率。②掃描方式：厚板需分層掃查（如1/4、1/2厚度）；薄板采用全面積掃查，避免漏檢。③缺陷定位：厚板需考慮近場區(qū)影響；薄板需注意多次底波（如“疊加波”）干擾。④靈敏度調(diào)整：厚板用底波法或試塊法；薄板常用多次底波比較法（如第一次底波與第二次底波幅度比）。五、計(jì)算題1.縱波聲速公式：C?=√[E(1-σ)/ρ(1+σ)(1-2σ)]代入數(shù)據(jù)：E=70×10?Pa，σ=0.33，ρ=2700kg/m3分母：(1+0.33)(1-2×0.33)=1.33×0.34=0.4522分子：70×10?×(1-0.33)=70×10?×0.67=46.9×10?C?=√(46.9×10?/(2700×0.4522))=√(46.9×10?/1220.94)=√(38.42×10?)≈6200.00m/s2.聲程L=80mm（按1:1調(diào)節(jié)），K=2（tanβ=2），β為折射角水平距離S=L×cos(90°-β)=L×sinβ=L×(K/√(1+K2))=80×(2/√5)=80×0.894≈71.5mm≈72mm深度d=L×cosβ=L×(1/√(1+K2))=80×(1/√5)=80×0.447≈35.8mm≈36mm（但工件厚度T=30mm，實(shí)際深度應(yīng)為T-(d-T)？不，橫波探傷深度指缺陷到探測面的垂直距離，當(dāng)d＞T時(shí)，缺陷位于焊縫另一側(cè)，深度應(yīng)為2T-d=60-36=24mm。需修正：實(shí)際深度d'=T-(d-T)=2T-d=60-36=24mm。因此正確深度為24mm，水平距離72mm。3.靈敏度補(bǔ)償公式：ΔdB=20lg(L1/L2)+2α(L1-L2)基準(zhǔn)試塊L1=200mm，缺