焊接檢驗(yàn)講解人：韓兆波超聲波檢測(cè)專題知識(shí)專家講座第1頁(yè)超聲波檢測(cè)

本章提要：超聲檢測(cè)（UT）是利用其在物質(zhì)中傳輸、界面反射、折射(產(chǎn)生波型轉(zhuǎn)換)和衰減等物理性質(zhì)來(lái)發(fā)覺(jué)缺點(diǎn)一個(gè)無(wú)損檢測(cè)方法，應(yīng)用較為廣泛。按其工作原理不一樣分為：共振法、穿透法、脈沖反射法超聲檢測(cè)；按顯示缺點(diǎn)方式不一樣分為：A型、B型、C型、3D型超聲檢測(cè)；按選取超聲波波型不一樣分為：縱波法、橫波法、表面波法超聲檢測(cè)；超聲波檢測(cè)專題知識(shí)專家講座第2頁(yè)一、

超聲波檢測(cè)技術(shù)基礎(chǔ)1.超聲波物理本質(zhì)它是頻率大于2萬(wàn)赫茲?rùn)C(jī)械振動(dòng)在彈性介質(zhì)中傳輸行為。即超聲頻率機(jī)械波。普通地說(shuō)，超聲波頻率越高，其能量越大，探傷靈敏度也越高。超聲檢測(cè)慣用頻率在0.5～10MHZ。超聲波檢測(cè)專題知識(shí)專家講座第3頁(yè)超聲波探頭

①直探頭

外殼壓電晶片引線阻尼塊

超聲波檢測(cè)專題知識(shí)專家講座第4頁(yè)

②斜探頭o有機(jī)玻璃楔塊阻尼材料壓電晶片引線握柄外殼入射點(diǎn)超聲波檢測(cè)專題知識(shí)專家講座第5頁(yè)按超聲波振動(dòng)連續(xù)時(shí)間分為：

(1)連續(xù)波——在有效作用時(shí)間內(nèi)聲波不間斷地發(fā)射；

(2)脈沖波——在有效作用時(shí)間內(nèi)聲波以脈沖方式間歇地發(fā)射。

注意:超聲波檢測(cè)過(guò)程常采取脈沖波。超聲波檢測(cè)專題知識(shí)專家講座第6頁(yè)超聲波檢測(cè)儀超聲波檢測(cè)儀是超聲檢測(cè)主體設(shè)備，是專門(mén)用于超聲檢測(cè)一個(gè)電子儀器。

(1)超聲波檢測(cè)儀作用。它作用是產(chǎn)生電振蕩并加于換能器——探頭，激勵(lì)探頭發(fā)射超聲波，同時(shí)將探頭送回電信號(hào)進(jìn)行放大處理后以一定方式顯示出來(lái)，從而得到被探測(cè)工件內(nèi)部有沒(méi)有缺點(diǎn)及缺點(diǎn)位置和大小等信息。

超聲波檢測(cè)專題知識(shí)專家講座第7頁(yè)二、按原理分類超聲檢測(cè)方法

超聲檢測(cè)方法按原理分類，可分為脈沖反射法、衍射時(shí)差法、穿透法和共振法。1.脈沖反射法超聲波探頭發(fā)射脈沖波到被檢工件內(nèi)，經(jīng)過(guò)觀察來(lái)自內(nèi)部缺點(diǎn)或工件底面反射波情況來(lái)對(duì)試件進(jìn)行檢測(cè)方法，稱為脈沖反射法。脈沖反射法包含缺點(diǎn)回波法、底波高度法和屢次底波法。

超聲波檢測(cè)專題知識(shí)專家講座第8頁(yè)缺點(diǎn)回波法底波高度法屢次底波法超聲波檢測(cè)專題知識(shí)專家講座第9頁(yè)2.衍射時(shí)差法定義：TimeOfFlightDiffraction

衍射時(shí)差法超聲檢測(cè)TOFD方法利用缺點(diǎn)端點(diǎn)衍射波信號(hào)探測(cè)和測(cè)量缺點(diǎn)尺寸

TOFD基本結(jié)構(gòu)：一發(fā)一收雙探頭

寬角度縱波斜探頭（通常）超聲波檢測(cè)專題知識(shí)專家講座第10頁(yè)TOFD檢測(cè)設(shè)備舉例超聲波檢測(cè)專題知識(shí)專家講座第11頁(yè)TOFD檢測(cè)顯示示例A掃描顯示TOFD圖像超聲波檢測(cè)專題知識(shí)專家講座第12頁(yè)

物理基礎(chǔ)－衍射缺點(diǎn)上每一點(diǎn)形成新子波源稱為衍射入射波超聲波檢測(cè)專題知識(shí)專家講座第13頁(yè)衍射（續(xù)）缺點(diǎn)衍射波衍射波入射波反射波特點(diǎn)：1、全方位2、低能量超聲波檢測(cè)專題知識(shí)專家講座第14頁(yè)發(fā)射探頭接收探頭直通波直通波上端點(diǎn)下端點(diǎn)底面反射波底面反射波埋藏缺點(diǎn)檢測(cè)原理超聲波檢測(cè)專題知識(shí)專家講座第15頁(yè)掃查面開(kāi)口缺點(diǎn)檢測(cè)原理發(fā)射探頭接收探頭缺點(diǎn)下尖端底面反射波底面反射波直通波中止無(wú)直通波超聲波檢測(cè)專題知識(shí)專家講座第16頁(yè)底面開(kāi)口缺點(diǎn)檢測(cè)原理發(fā)射探頭接收探頭直通波直通波缺點(diǎn)上尖端底面反射波中止無(wú)底面反射波超聲波檢測(cè)專題知識(shí)專家講座第17頁(yè)層間缺點(diǎn)檢測(cè)原理發(fā)射探頭接收探頭直通波直通波底面反射波底面反射波反射波反射信號(hào)超聲波檢測(cè)專題知識(shí)專家講座第18頁(yè)TOFD掃查方式

平行掃查非平行掃查偏置平行掃查發(fā)射探頭接收探頭探頭架移動(dòng)方向XY+Y－焊縫發(fā)射探頭接收探頭探頭架移動(dòng)方向XY+Y－焊縫發(fā)射探頭接收探頭探頭架移動(dòng)方向XY+Y－焊縫超聲波檢測(cè)專題知識(shí)專家講座第19頁(yè)1、表面開(kāi)口裂紋21超聲波檢測(cè)專題知識(shí)專家講座第20頁(yè)2、X形坡口根部未焊透211234超聲波檢測(cè)專題知識(shí)專家講座第21頁(yè)3、V形坡口根部未焊透根部未焊透123超聲波檢測(cè)專題知識(shí)專家講座第22頁(yè)4、密集氣孔12超聲波檢測(cè)專題知識(shí)專家講座第23頁(yè)5、橫向裂紋1234123超聲波檢測(cè)專題知識(shí)專家講座第24頁(yè)6、根部未焊滿123超聲波檢測(cè)專題知識(shí)專家講座第25頁(yè)7、層間未熔合超聲波檢測(cè)專題知識(shí)專家講座第26頁(yè)8、根部未熔合TOFDtechniqueLackofrootfusiondefect超聲波檢測(cè)專題知識(shí)專家講座第27頁(yè)9、根部凹陷TOFDtechniqueRootConcavitydefect超聲波檢測(cè)專題知識(shí)專家講座第28頁(yè)10、根部過(guò)厚TOFDtechniqueOverpenetrationdefect超聲波檢測(cè)專題知識(shí)專家講座第29頁(yè)穿透法通常采取兩個(gè)探頭，分別放置在試件兩側(cè)，一個(gè)將脈沖波發(fā)射到試件中，另一個(gè)接收穿透試件后脈沖信號(hào)，依據(jù)脈沖波穿透試件后幅值改變來(lái)判斷內(nèi)部缺點(diǎn)情況。

3.穿透法直射聲束穿透法(a)無(wú)缺點(diǎn)；

(b)有缺點(diǎn)

超聲波檢測(cè)專題知識(shí)專家講座第30頁(yè)A型顯示和超聲成像按超聲信號(hào)顯示方式，可將超聲檢測(cè)方法分為A型顯示和超聲成像方法，其中超聲成像顯示按成像方式不一樣又可再分為B、C、D型顯示等。超聲波檢測(cè)專題知識(shí)專家講座第31頁(yè)圖6-17A型顯示原理圖

A型顯示是一個(gè)波形顯示，屏幕橫坐標(biāo)代表聲波傳輸時(shí)間（或距離），縱坐標(biāo)代表反射波聲壓幅度。能夠認(rèn)為該方式顯示是沿探頭發(fā)射聲束方向上一條線上不一樣點(diǎn)回波信息。圖6-17為A型顯示原理圖。圖中，T表示發(fā)射脈沖，F(xiàn)表示來(lái)自缺點(diǎn)回波，B表示底面回波。超聲波檢測(cè)專題知識(shí)專家講座第32頁(yè)B型顯示原理B型顯示顯示是試件一個(gè)二維截面圖，屏幕縱坐標(biāo)代表探頭在探測(cè)面上沿一直線移動(dòng)掃查位置坐標(biāo)，橫坐標(biāo)是聲傳輸時(shí)間（或距離）。該方式能夠直觀地顯示出被探工件任一縱截面上缺點(diǎn)分布及缺點(diǎn)深度等信息。超聲波檢測(cè)專題知識(shí)專家講座第33頁(yè)C型顯示原理

C型顯示顯示是試件一個(gè)平面投影圖，探頭在試件表面做二維掃查，屏幕二維坐標(biāo)對(duì)應(yīng)探頭掃查位置。探頭在每一位置接收信號(hào)幅度以光點(diǎn)輝度表示。該方式可形象地顯示工件內(nèi)部缺點(diǎn)平面投影圖像，但不能顯示缺點(diǎn)深度。圖6-19為C型顯示原理圖。超聲波檢測(cè)專題知識(shí)專家講座第34頁(yè)各種探頭(a)縱波直探頭；

(b)橫波斜探頭；

(c)雙晶探頭

三、超聲檢測(cè)超聲波檢測(cè)專題知識(shí)專家講座第35頁(yè)1.耦合劑選擇選擇耦合劑主要考慮以下幾方面要求：（1）透聲性能好。聲阻抗盡可能和被探測(cè)材料聲阻抗相近。（2）有足夠潤(rùn)濕性、適當(dāng)附著力和粘度。（3）對(duì)試件無(wú)腐蝕，對(duì)人體無(wú)損害，對(duì)環(huán)境無(wú)污染。（4）

輕易去除，不易變質(zhì)，

價(jià)格廉價(jià)，起源方便。

超聲波檢測(cè)專題知識(shí)專家講座第36頁(yè)2.焊接接頭檢測(cè)許多金屬結(jié)構(gòu)件都采取焊接方法制造。超聲檢測(cè)是對(duì)焊接接頭質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)主要檢測(cè)伎倆之一。焊縫形式有對(duì)接、搭接、T型接、角接等，如圖3-32所表示。焊縫超聲檢測(cè)常見(jiàn)缺點(diǎn)有氣孔、夾渣、未熔合、未焊透和焊接裂紋等。焊縫探傷普通采取斜射橫波接觸法，在焊縫兩側(cè)進(jìn)行掃查。探頭頻率通常為2.5～5.0MHz。發(fā)覺(jué)缺點(diǎn)后，即可采取三角法對(duì)其進(jìn)行定位計(jì)算。儀器靈敏度調(diào)整和探頭性能測(cè)試應(yīng)在對(duì)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)試塊或自制試塊上進(jìn)行。

超聲波檢測(cè)專題知識(shí)專家講座第37頁(yè)圖3-32焊接接頭形式(a)對(duì)接接頭；

(b)搭接接頭；

(c)T型接頭；

(d)角接接頭

超聲波檢測(cè)專題知識(shí)專家講座第38頁(yè)四、

超聲波檢測(cè)原理

重點(diǎn)講解:

A型脈沖反射法超聲波檢測(cè)原理。1.A型脈沖反射法超聲波檢測(cè)原理

(1)原理：就是利用超聲波在傳輸過(guò)程中，碰到聲阻抗差較大異質(zhì)界面時(shí)，將產(chǎn)生反射原理來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)內(nèi)部缺點(diǎn)檢測(cè)。超聲波檢測(cè)專題知識(shí)專家講座第39頁(yè)

(2)實(shí)現(xiàn)方法：

該法采取單一探頭——既作發(fā)射器件，又作接收元件，以脈沖方式間歇地向工件發(fā)射超聲波；接收到回波信號(hào)經(jīng)功效電路放大、檢波后，在探傷儀示波屏上，以脈沖信號(hào)顯示出來(lái)。

(3)信號(hào)解讀：依據(jù)探傷儀示波屏上始波T、傷波F、底波B有沒(méi)有、大小及其在時(shí)基軸上位置可判斷工件內(nèi)部缺點(diǎn)有沒(méi)有、大小和位置。見(jiàn)下列圖：超聲波檢測(cè)專題知識(shí)專家講座第40頁(yè)示例直探頭缺點(diǎn)顯示a.無(wú)缺點(diǎn)b.小缺點(diǎn)c.大缺點(diǎn)TBTTBFF超聲波檢測(cè)專題知識(shí)專家講座第41頁(yè)示波屏特征小結(jié)

（a）無(wú)缺點(diǎn)

——示波屏上只有始波T和底波B，而且底波較高；（b）有小缺點(diǎn)——示波屏上不但有始波T

和底波B；而其間還有傷波F;

相對(duì)（a）無(wú)缺點(diǎn)情況，

底波變矮；（c）有大缺點(diǎn)——示波屏上只有始波T和傷波F,

沒(méi)有底波B。相對(duì)（b）而言，傷波變高。超聲波檢測(cè)專題知識(shí)專家講座第42頁(yè)CSK-1A標(biāo)準(zhǔn)試塊圖例R50R10030091L50L100β100200超聲波檢測(cè)專題知識(shí)專家講座第43頁(yè)CTS-22型超聲波探傷儀面板圖衰減器增益脈沖移位深度微調(diào)深度粗調(diào)電源指示電源開(kāi)關(guān)超聲波檢測(cè)專題知識(shí)專家講座第44頁(yè)五、

超聲波探傷系統(tǒng)1.超聲波檢測(cè)系統(tǒng)組成

(1)超聲波探頭；

(2)超聲波探傷儀；

（3）測(cè)試線；

（4）試塊/工件；

（5）耦合劑。超聲波檢測(cè)專題知識(shí)專家講座第45頁(yè)1.探頭:

①直探頭

外殼壓電晶片引線阻尼塊

超聲波檢測(cè)專題知識(shí)專家講座第46頁(yè)

②斜探頭o有機(jī)玻璃楔塊阻尼材料壓電晶片引線握柄外殼入射點(diǎn)超聲波檢測(cè)專題知識(shí)專家講座第47頁(yè)2.實(shí)際接頭超聲波檢測(cè)示例

(1)T形接頭檢測(cè)示例1:針對(duì)不一樣缺點(diǎn)組合探測(cè)檢測(cè)母材層狀撕裂

及坡口未熔合直探頭

利用一次反射法檢測(cè)焊縫內(nèi)部缺點(diǎn)斜探頭超聲波檢測(cè)專題知識(shí)專家講座第48頁(yè)(2)對(duì)接焊縫超聲波檢