超声波检测ppt课件

.,1,焊接检验,讲解人：韩兆波,.,2,超声波检测,本章提要：超声检测（UT）是利用其在物质中传播、界面反射、折射(产生波型转换)和衰减等物理性质来发现缺陷的一种无损检测方法，应用较为广泛。按其工作原理不同分为：共振法、穿透法、脉冲反射法超声检测；按显示缺陷方式不同分为：A型、B型、C型、3D型超声检测；按选用超声波波型不同分为：纵波法、横波法、表面波法超声检测；,.,3,一、超声波检测技术基础,1.超声波的物理本质它是频率大于2万赫兹的机械振动在弹性介质中的传播行为。即超声频率的机械波。一般地说，超声波频率越高，其能量越大，探伤灵敏度也越高。超声检测常用频率在0.510MHZ。,.,4,超声波探头,直探头,.,5,斜探头,入射点,.,6,按超声波振动持续时间分为：(1)连续波在有效作用时间内声波不间断地发射；(2)脉冲波在有效作用时间内声波以脉冲方式间歇地发射。注意:超声波检测过程常采用脉冲波。,.,7,超声波检测仪超声波检测仪是超声检测的主体设备，是专门用于超声检测的一种电子仪器。(1)超声波检测仪的作用。它的作用是产生电振荡并加于换能器探头，激励探头发射超声波，同时将探头送回的电信号进行放大处理后以一定方式显示出来，从而得到被探测工件内部有无缺陷及缺陷的位置和大小等信息。,.,8,二、按原理分类的超声检测方法,超声检测方法按原理分类，可分为脉冲反射法、衍射时差法、穿透法和共振法。1.脉冲反射法超声波探头发射脉冲波到被检工件内，通过观察来自内部缺陷或工件底面反射波的情况来对试件进行检测的方法，称为脉冲反射法。脉冲反射法包括缺陷回波法、底波高度法和多次底波法。,.,9,缺陷回波法底波高度法,多次底波法,.,10,2.衍射时差法,定义：TimeOfFlightDiffraction衍射时差法超声检测TOFD方法利用缺陷端点的衍射波信号探测和测量缺陷的尺寸TOFD基本结构：一发一收双探头宽角度纵波斜探头（通常）,.,11,TOFD检测设备举例,.,12,TOFD检测显示示例,A扫描显示TOFD图像,.,13,物理基础衍射,.,14,衍射（续）,缺陷,衍射波,衍射波,入射波,反射波,特点：1、全方位2、低能量,.,15,发射探头,接收探头,埋藏缺陷的检测原理,.,16,扫查面开口缺陷的检测原理,发射探头,接收探头,无直通波,.,17,底面开口缺陷的检测原理,发射探头,接收探头,.,18,层间缺陷的检测原理,发射探头,接收探头,.,19,TOFD扫查方式,平行扫查非平行扫查偏置平行扫查,.,20,1、表面开口裂纹,2,1,.,21,2、X形坡口根部未焊透,2,1,1,2,3,4,.,22,3、V形坡口根部未焊透,根部未焊透,1,2,3,.,23,4、密集气孔,1,2,.,24,5、横向裂纹,1,2,3,4,1,2,3,.,25,6、根部未焊满,1,2,3,.,26,7、层间未熔合,.,27,8、根部未熔合,TOFDtechnique,Lackofrootfusiondefect,.,28,9、根部凹陷,TOFDtechnique,RootConcavitydefect,.,29,10、根部过厚,TOFDtechnique,Overpenetrationdefect,.,30,穿透法通常采用两个探头，分别放置在试件两侧，一个将脉冲波发射到试件中，另一个接收穿透试件后的脉冲信号，依据脉冲波穿透试件后幅值的变化来判断内部缺陷的情况。,3.穿透法,直射声束穿透法(a)无缺陷；(b)有缺陷,.,31,A型显示和超声成像,按超声信号的显示方式，可将超声检测方法分为A型显示和超声成像方法，其中超声成像显示按成像方式的不同又可再分为B、C、D型显示等。,.,32,图6-17A型显示原理图,A型显示是一种波形显示，屏幕的横坐标代表声波的传播时间（或距离），纵坐标代表反射波的声压幅度。可以认为该方式显示的是沿探头发射声束方向上一条线上的不同点的回波信息。图6-17为A型显示原理图。图中，T表示发射脉冲，F表示来自缺陷的回波，B表示底面回波。,.,33,B型显示原理,B型显示显示的是试件的一个二维截面图，屏幕纵坐标代表探头在探测面上沿一直线移动扫查的位置坐标，横坐标是声传播的时间（或距离）。该方式可以直观地显示出被探工件任一纵截面上缺陷的分布及缺陷的深度等信息。,.,34,C型显示原理,C型显示显示的是试件的一个平面投影图，探头在试件表面做二维扫查，屏幕的二维坐标对应探头的扫查位置。探头在每一位置接收的信号幅度以光点辉度表示。该方式可形象地显示工件内部缺陷的平面投影图像，但不能显示缺陷的深度。图6-19为C型显示原理图。,.,35,各种探头(a)纵波直探头；(b)横波斜探头；(c)双晶探头,.,36,1.耦合剂的选择选择耦合剂主要考虑以下几方面的要求：（1）透声性能好。声阻抗尽量和被探测材料的声阻抗相近。（2）有足够的润湿性、适当的附着力和粘度。（3）对试件无腐蚀，对人体无损害，对环境无污染。（4）容易清除，不易变质，价格便宜，来源方便。,.,37,2.焊接接头检测许多金属结构件都采用焊接的方法制造。超声检测是对焊接接头质量进行评价的重要检测手段之一。焊缝形式有对接、搭接、T型接、角接等，如图3-32所示。焊缝超声检测的常见缺陷有气孔、夹渣、未熔合、未焊透和焊接裂纹等。焊缝探伤一般采用斜射横波接触法，在焊缝两侧进行扫查。探头频率通常为2.55.0MHz。发现缺陷后，即可采用三角法对其进行定位计算。仪器灵敏度的调整和探头性能测试应在相应的标准试块或自制试块上进行。,.,38,图3-32焊接接头形式(a)对接接头；(b)搭接接头；(c)T型接头；(d)角接接头,.,39,四、超声波检测原理,重点讲解:A型脉冲反射法超声波检测原理。1.A型脉冲反射法超声波检测原理(1)原理：就是利用超声波在传播过程中，遇到声阻抗差较大的异质界面时，将产生反射的原理来实现对内部缺陷检测的。,.,40,(2)实现方法：该法采用单一探头既作发射器件，又作接收元件，以脉冲方式间歇地向工件发射超声波；接受到的回波信号经功能电路放大、检波后，在探伤仪的示波屏上，以脉冲信号显示出来。(3)信号的解读：根据探伤仪示波屏上始波T、伤波F、底波B的有无、大小及其在时基轴上的位置可判断工件内部缺陷的有无、大小和位置。见下图：,.,41,示例,直探头缺陷显示,a.无缺陷b.小缺陷c.大缺陷,T,B,T,T,B,F,F,.,42,示波屏特征小结,（a）无缺陷示波屏上只有始波T和底波B，而且底波较高；（b）有小缺陷示波屏上不仅有始波T和底波B；而其间还有伤波F;相对（a）无缺陷的情况，底波变矮；（c）有大缺陷示波屏上只有始波T和伤波F,没有底波B。相对（b）而言，伤波变高。,.,43,CSK-1A标准试块,图例,.,44,CTS-22型超声波探伤仪,面板图,.,45,五、超声波探伤系统,1.超声波检测系统组成(1)超声波探头；(2)超声波探伤仪；（3）测试线；（4）试块/工件；（5）耦合剂。,.,46,1.探头:直探头,外壳,压电晶片,引线,阻尼块,.,47,斜探头,入射点,.,48,2.实际接头的超声波检测示例(1)T形接头的检测,示例1:针对不同缺陷的组合探测,斜探头,.,49,(2)对接焊缝的超声波检测,.,50,3.斜角探伤法