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1、超声波探伤学院：材料科学与工程学院专业班级：材硕1502学生姓名：李显龙学生学号：S20150323主要内容 超声波探伤原理 超声波探伤设备 超声波探伤在焊接接头中的应用工作原理 超声波探伤是利用材料及其缺陷的声学性能差异对超声波传播波形反射情况和穿透试件的能量变化来检验材料内部缺陷的无损检验方法。 超声波具有较强的穿透性，因此从一个工件的表面向内部发射时，可以穿透工件，如果途中遇有缺陷，一部分超声波就会被反射而回，而返回的信号被阴极射线管接收。超声波探伤设备 超声波探伤设备一般包括超声波探伤仪、探头和试块组成。超声波探伤仪超声波探伤仪探头探头试块试块超声波探伤的应用 主要用于检测金属材料和部
2、分非金属材料的内部缺陷。 在焊接接头可以用来检测焊缝中可能存在的气孔、夹渣、未焊透、未熔合、裂纹等缺陷。 主要介绍超声波在焊接中的探伤。焊缝超声波探伤 超声波探伤一般包括探伤前的准备、实时探伤操作、缺陷的评定、检验结果的分级、记录与报告等过程。 焊缝超声波探伤是通过探伤仪示波屏上反射回波的位置、高度、波形的静态和动态特征来显示被探焊件质量优劣的 采用超声波探伤法对焊缝探伤时,应根据焊件的材质、结构、焊接方法、使用条件、载荷等,确定不同的探伤方案常见接头形式：(1)对接 (2)角接 (3)T接 焊接接头及常见缺陷 (4)搭接 焊接坡口形式常见焊接缺陷气孔气孔咬边咬边夹渣夹渣未熔合未熔合未焊透未焊
3、透焊瘤焊瘤烧穿烧穿下塌下塌裂纹裂纹气孔气孔超声波探伤方法 脉冲反射法超声波以持续极短的时间发射脉冲到被检试件内,根据反射的情况来检测试件缺陷的一种方法。 穿透法穿透法是根据脉冲波或连续波穿透试件之后的能量变化来判断缺陷情况的一种方法。 共振法声波在工件内传播,当试件的厚度为超声波的半波长或半波长的整数倍时,由于入射波和反射波的位置相同,则引起共振,因而仪器可显示出共振频率点.超声波探伤基本方法直接接触法 垂直入射法垂直入射法采用直探头将声束垂直入射工件探伤面进行探采用直探头将声束垂直入射工件探伤面进行探伤的方法。伤的方法。TTTFB 斜角探伤法斜角探伤法是采用斜探头将声束倾斜入射工件探伤面进行
4、探是采用斜探头将声束倾斜入射工件探伤面进行探伤的方法。伤的方法。超声波探伤基本方法直接接触法 焊接接头超声检测技术等级焊接接头超声检测技术等级 主要根据检测面的数量、检测探头的多少、是否检测横向缺陷、焊缝余高是否磨平来进行划分。 1 1）A A级检测：级检测： 原则上适用于与承压设备有关的支承件和结构件原则上适用于与承压设备有关的支承件和结构件焊接接头的检测。焊接接头的检测。 技术要求：仅适用于母材厚度8mm46mm的对接焊接接头。可用一种K值探头采用直射波法和一次反射波法在对接焊接接头的单面单侧进行检测。一般不要求进行横向缺陷的检测。 A A级检验示意图级检验示意图 2 2） B B级检测：
5、级检测： 适用于一般承压设备对接接接头的检测。适用于一般承压设备对接接接头的检测。 技术要求：技术要求： 母材厚度母材厚度8mm8mm46mm46mm时，一般用一种时，一般用一种K K值探头，采用直值探头，采用直射波法和一次反射波法在对接焊接接头的单面双侧进行检射波法和一次反射波法在对接焊接接头的单面双侧进行检测测。 B B级检验示意图级检验示意图 3 3）C C级检测：级检测： 适用于重要承压设备对接接接头的检测。适用于重要承压设备对接接接头的检测。a)采用C级检测时应将焊接接头的余高磨平，对焊接接头两侧斜探头扫查经过的母材区域要用直探头进行检测。b)母材厚度8mm46mm时，一般用两种K值
6、探头采用直射波法和一次反射波法在焊接接头的单面双侧进行检测。两种探头的折射角相差应不小于10，其中一个折射角应为45。c)母材厚度大于46mm400mm时，一般用两种K值探头采用直射波法在焊接接头的双面双侧进行检测。两种探头的折射角相差应不小于10。对于单侧坡口角度小于5的窄间隙焊缝，如有可能应增加对检测与坡口表面平行缺陷有效的检测方法。d)应进行横向缺陷的检测。检测时，将探头放在与焊缝及热影响区上作两个方向的平行扫查。 C级检验示意图 超声波探伤的操作一、探测一、探测条件条件1.探测面的修整 工件表面的粗糙度直接影响探伤结果，一般要求表面粗糙度不大于6.3m，否则应予以修整。 焊缝两侧探测面
7、的修整宽度P一般根据母材厚度而定。 厚度为8-46mm的焊缝采用二次波探伤，探测面修整宽度为 P 2KT+50 (mm) 厚度为大于46mm的焊缝采用一次波探伤，探测面修整宽度为 P KT+50 (mm) 试中 K-探头的K值；T-工件厚度。 二次波探伤二次波探伤一次波探伤一次波探伤二、耦合剂的选择二、耦合剂的选择 在焊缝探伤中，常用的耦合剂有机油、甘油、浆糊、润滑脂和水等，实际探伤中用得最多的是机油和浆糊。 三、频率选择三、频率选择 焊缝的晶粒比较细小，可选用比较高的频率探伤，一般为2.5-5.0MHz。 对于板厚较小的焊缝，可采用较高的频率； 对于板厚较大，衰减明显的焊缝，应选用较低的频率
8、。 四、四、K K值选择值选择 探头K值的选择应从以下三个方面考虑：（1）使声束能扫查到整个焊缝截面；（2）使声束中心线尽量与主要危险性缺陷垂直；（3）保证有足够的探伤灵敏度 设工件厚度为T，焊缝上下宽度分别为a和b，探头K值为K，探头前沿长度为L，则有： K=（a+b+L）/T 一般斜探头K值可根据工件厚度来选择，薄工件采用大K值，以便避免近场区探伤，提高定位定量精度；厚工件采用小K值，以便缩短声程，减小衰减，提高探伤灵敏度。同时还可减少打磨宽度。在条件允许的情况下，应尽量采用大K值探头。 探头K值常因工件中的声速变化和探头的磨损而产生变化，所以探伤前必须在试块上实测K值，并在以后的探伤中经
9、常校验。 标准中K值选择： 8mmT25mmK=3.02.025mmT46mmK=2.51.546mmT400mmK=2.01.0 五、检测方式的选择五、检测方式的选择1. 纵向缺陷检测： T=6-46mm 用一种K值探头，一、二次波（即直射波和一次反射波），A级在对接焊缝单面单侧检测，B及检测为单面双侧检测，C级检测为用两种K值的直探头在焊缝单面双侧用一次波或二次波检测，其中一个探头K1，两个探头折射角相差10。 46mmT120mm 不适用于A级检测，对B级检测探头用一种K值，对C级检测用两种K值，一次波检测（即直射波），在对接焊缝双面单侧或双面双侧检测。 120mmT400mm 用两种K
10、值探头，一次波（即直射波），在焊缝双面双侧检测。2.横向缺陷横向缺陷C级检测应磨平焊缝：一种或两种K值，用一次波在焊缝上平行焊缝扫查。B级检测不必将焊缝磨平即有余高焊缝：在焊缝两侧平行焊缝或斜平行焊缝扫查（一种或二种K值）电渣焊缝：K1探头45斜平行扫查焊缝双侧。3.母材检测母材检测C级检测，应先用直探头检测，检测是否有影响斜探头检测结果的分层或其他缺陷。该项检测仅作记录，不属于对母材的验收检测。技术要点：接触式脉冲反射法、25MHz直探头、探头直径10-25mm；灵敏度：母材完好处二次底波100%，记录20%以上的回波信号。检验结果的等级分类检验结果的等级分类焊缝超声检验结果分为四级： 1）最大反射波幅不超过评定线的缺陷，均评为级。 2）最大反射波幅超过评定线的缺陷，检验者判定为裂纹等危害性缺陷时，无论其波幅和尺寸如何，均评为级 3）反射波幅位于区的非裂纹缺陷，均评为级。 4）最大反射波幅位于区的缺陷，根据缺陷的指示长度按表4-9的规定予经评级。 5）反射波幅超过判废线进入区时缺陷，无论其指示长度如何，均评定为级。
材料加工分析测试技术超声波探伤
