1、超聲波探傷實(shí)驗(yàn)?zāi)康模ㄒ唬?、學(xué)習(xí)焊接接頭超聲波檢驗(yàn)的基本方法；（二）、掌握焊接接頭的超聲波縱波探傷法；（三）、觀察和分析探傷波形，測定焊接缺陷的位置和大小了解缺陷性質(zhì)的波形分析法。二、實(shí)驗(yàn)裝置及實(shí)驗(yàn)材料 （一）超聲波探傷儀（CTS-22型） 一臺 （二）探頭 一套 （三）標(biāo)準(zhǔn)試塊 一塊（四）人工缺陷試塊 三塊（五）焊接接頭試塊 三塊（六）穩(wěn)壓電源 一臺（七）耦合劑（20號機(jī)油） 一瓶（八）鋼板尺（150mm） 一把三、實(shí)驗(yàn)原理超聲波探傷是利用超聲波在物體中的傳播、反射和衰減等物理特性來發(fā)現(xiàn)物體內(nèi)部缺陷的一種方法。目前我國應(yīng)用最多的超聲波探傷法是脈沖反射法。這種方法的探傷原理是，當(dāng)脈沖超聲波入射到

2、被測試件，在材料內(nèi)部傳播，遇到缺陷和材料基體界面時(shí)，由于聲阻抗的差異發(fā)生波反射。脈沖反射法探傷便是根據(jù)顯示在探傷儀熒光屏上的反射波來判斷事件內(nèi)部缺陷位置、性質(zhì)和大小。這種方法根據(jù)探傷所用的波的類型不同，又可分為縱波法、橫波法、表面波法和極波法等。本實(shí)驗(yàn)采用縱波法探傷和橫波法探傷?？v波法探傷縱波法探傷時(shí)，把直探頭放在試件的探測面上，使探頭發(fā)射的超聲波垂直于探測面入射到試件內(nèi)。入射的部分聲波遇到缺陷界面被反射回來，其余部分的入射聲波被繼續(xù)傳播到試件底面才被反射回來。這時(shí)，探傷儀熒光屏上會(huì)顯示出起始波T、缺陷波F和底波B。如果探傷儀具有良好的時(shí)基線性，便可利用T、F和B三個(gè)波之間的距離來確定缺陷在試

3、件內(nèi)部的位置。橫波探傷法當(dāng)超聲波傾斜射入到試件探測表面上時(shí)，波形將發(fā)轉(zhuǎn)變而產(chǎn)生橫波。若試件內(nèi)部無缺陷，聲波將會(huì)在試件上、下表面反射，形成“W”形路徑，熒光屏上只顯示起始波。如果試件內(nèi)部有缺陷，聲波還將在缺陷表面反射，產(chǎn)生缺陷波。聲束若達(dá)到試件端角，則熒光屏上呈現(xiàn)出端角波。缺陷的位置可根據(jù)探頭的折射角、入射位置和聲程來確定。四、試驗(yàn)條件、方法及步驟（一）超聲波探傷儀的使用方法1把探傷儀接上穩(wěn)壓電源，閉合儀器面板上的電源開關(guān)。2接上探頭。3調(diào)節(jié)探傷儀的“輝度”、“聚焦”、“掃描水平和垂直位置”旋鈕，并使起始波的前沿對準(zhǔn)標(biāo)尺零點(diǎn)。4清理時(shí)間表面，涂上耦合劑。5調(diào)節(jié)“深度”旋鈕；把“微調(diào)”控制旋鈕調(diào)到

4、零位；把“粗調(diào)”控制旋鈕調(diào)到和試件厚度6相當(dāng)?shù)臋n數(shù)；適當(dāng)調(diào)節(jié)“微調(diào)”旋鈕，以便測讀熒光屏上底波位置。7用標(biāo)準(zhǔn)試塊檢驗(yàn)儀器的時(shí)基線性、斜探頭入射點(diǎn)、折射角、掃描速度和校正零點(diǎn)。8校驗(yàn)試件和焊件的缺陷。9探傷完畢后切斷電源，卸下探頭。（二）儀器性能的測定（水平線性的測定）水平線性又稱時(shí)基線性，他表征探傷儀在示波屏?xí)r間軸上按比例顯示底面多次回波的能力。對儀器而言，它主要取決于掃描鋸齒波的線性和示波管顯示圖形畸變程度，在使用上，水平線性誤差影響測距精度。測試方法：（1）將直探頭置于CSK-A (或其他試塊)上，對準(zhǔn)25mm厚的大平底面，如圖3.40(a)（2）調(diào)微調(diào)、水平或脈沖移位等旋鈕，使示波屏上出

5、現(xiàn)五次底波B1到B5，且使B1前沿對準(zhǔn)2.0，B5對準(zhǔn)10.0，如圖3.40(b)。記錄B2、B3、B4與水平刻度40、60、80偏差值a2、a3、a4（3）計(jì)算水平線性誤差 式中mx-a2、a3、a4中最大者；b-示波屏水平滿刻度值。（三）探頭的選擇超聲波探傷中，超聲波的發(fā)射和接收都是通過探頭來實(shí)現(xiàn)的。探頭的種類很多，結(jié)構(gòu)型式也不一樣。探傷前應(yīng)根據(jù)被檢對象的形狀、衰減和技術(shù)要求來選擇探頭。1、探頭型式的選擇常用的探頭型式有縱波直探頭、橫波斜探頭表面波探頭、雙晶探頭、聚焦探頭等。一般根據(jù)工件的形狀和可能出現(xiàn)缺陷的部位、方向等條件來選擇探頭的型式，使聲束軸線盡量與缺陷垂直。1）縱波直探頭只能發(fā)射

6、和接收縱波，束軸線垂直于探測面，主要用于探測與探測面平行的缺陷，如鍛件、鋼板中的夾層、折疊等缺陷。 2）橫波斜探頭是通過波形轉(zhuǎn)換來實(shí)現(xiàn)橫波探傷的。主要用于探測與深測面垂直或成一定角的缺陷。如焊縫生中的未焊透、夾渣、未溶合等缺陷。2、探頭晶片尺寸的選擇1）探頭圓晶片尺寸一般為10-30mm，晶片大小對探傷也有一定的影響，選擇晶片尺寸時(shí)要考慮很多因素。一般（1）探傷面積范圍大的工件時(shí)，為了提高探傷效率宜選用大晶片探頭。（2）探傷厚度大的工件時(shí)，為了有效地發(fā)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的缺陷宜選用大晶片探頭。（3）探傷小型工件時(shí)，為了提高缺陷定位定量精度宜選用小晶片探頭。（4）探傷表面不太平整，曲率較大的工件時(shí)，為了減

7、少耦合損失宜選用小晶片探頭。（四）頻率的選擇超聲波探傷頻率在O.510MHz之間，選擇范圍大。一般選擇頻率時(shí)應(yīng)考慮以下因索。（1）由于波的繞射，使超聲波探傷靈敏度約為 ，因此提高頻率，有利于發(fā)現(xiàn)更小的缺陷。（2）頻率高，脈沖寬度小，分辨力高，有利于區(qū)分相鄰缺陷。（3）頻率高，波長短，則半擴(kuò)散角小，聲束指向性好，能量集中，有利于發(fā)現(xiàn)缺陷并對缺陷定位。（4）頻率高，波長短，近場區(qū)長度大，對探傷不利。（5）頻率增加，衰減急劇增加。由以上分析可知，頻率的離低對探傷有較大的影響。頻率高，靈敏度和分辨力高，指向性好，對探傷有利。但頻率高，近場區(qū)長度大，衰減大，又對探傷不利。實(shí)際探傷中要全面分析考慮各方面的

8、因索，合理選擇頻率。一般在保證探傷靈敏度的前提下盡可能選用較低的頻率。對于晶粒較細(xì)的鍛件、軋制件和焊接件等，一般選用較高的頻率，常用2.5-5.0MHz。對晶粒較粗大的鑄件、奧氏體鋼等宜選用較低的頻率，常用O.5-2.5MHz。如果頻率過高，就會(huì)引起嚴(yán)重衰減，示波屏上出現(xiàn)林狀回波，信噪比下降，甚至無法探傷。 （五）耦合劑的選擇耦合劑是指為了提高耦合效果，在探頭與工件表面之間施加的一層透聲介質(zhì)。有排除探頭與工件表面之間的空氣，使超聲波能有效地傳入工件，達(dá)到探傷的目的。此外耦合劑還有減少摩擦的作用。耦合劑要滿足：1）能潤濕工件和探頭表面，流動(dòng)性、粘度和附著力適當(dāng)，不難清洗。2）聲阻抗高，透聲性能好。3）來源廣，價(jià)格便宜。4）對工件無腐蝕，對人體無害，不污染環(huán)境。5）性能穩(wěn)定，不易變質(zhì)，能長期保存。（六）、縱波(直探頭)探傷時(shí)缺陷位置及大小缺陷位置測定：儀器按1:n調(diào)節(jié)縱波掃描速度，缺陷波前沿所對的水平刻度值為f、測缺陷至探頭的距隔xf為： 探頭波束軸線不偏離，則缺陷正位于探頭中心軸線上。缺陷大小的測定（6dB法）； 6dB法的具體體做法是：移動(dòng)探頭找到缺陷的最大反射波后，調(diào)節(jié)衰減