超声波检测-课件

焊接检验1PPT课件超声波检测

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；2PPT课件一、

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0.5～10MHZ。3PPT课件超声波探头

①直探头

外壳压电晶片引线阻尼块

4PPT课件

②斜探头o有机玻璃楔块阻尼材料压电晶片引线握柄外壳入射点5PPT课件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。6PPT课件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。

7PPT课件二、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。

8PPT课件缺陷回波法底波高度法多次底波法9PPT课件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）10PPT课件TOFD检测设备举例11PPT课件TOFD检测显示示例A扫描显示TOFD图像12PPT课件

物理基础－衍射缺陷上的每一点形成新的子波源称为衍射入射波13PPT课件衍射（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14PPT课件发射探头接收探头直通波直通波上端点下端点底面反射波底面反射波埋藏缺陷的检测原理15PPT课件扫查面开口缺陷的检测原理发射探头接收探头缺陷下尖端底面反射波底面反射波直通波中断无直通波16PPT课件底面开口缺陷的检测原理发射探头接收探头直通波直通波缺陷上尖端底面反射波中断无底面反射波17PPT课件层间缺陷的检测原理发射探头接收探头直通波直通波底面反射波底面反射波反射波反射信号18PPT课件TOFD扫查方式

平行扫查非平行扫查偏置平行扫查发射探头接收探头探头架移动方向XY+Y－焊缝发射探头接收探头探头架移动方向XY+Y－焊缝发射探头接收探头探头架移动方向XY+Y－焊缝19PPT课件1、表面开口裂纹2120PPT课件2、X形坡口根部未焊透21123421PPT课件3、V形坡口根部未焊透根部未焊透12322PPT课件4、密集气孔1223PPT课件5、横向裂纹123412324PPT课件6、根部未焊满12325PPT课件7、层间未熔合26PPT课件8、根部未熔合TOFDtechniqueLackofrootfusiondefect27PPT课件9、根部凹陷TOFDtechniqueRootConcavitydefect28PPT课件10、根部过厚TOFDtechniqueOverpenetrationdefect29PPT课件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

30PPT课件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。31PPT课件图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。32PPT课件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。33PPT课件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。34PPT课件各种探头(a)纵波直探头；

(b)横波斜探头；

(c)双晶探头

三、超声检测35PPT课件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。

36PPT课件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2.5～5.0MHz。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。

37PPT课件图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

38PPT课件四、

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。39PPT课件

(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：40PPT课件示例直探头缺陷显示a.无缺陷b.小缺陷c.大缺陷TBTTBFF41PPT课件示波屏特征小结

（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。42PPT课件CSK-1A标准试块图例R50R10030091L50L100β10020043PPT课件CTS-22型超声波探伤仪面板图衰减器增益脉冲移位深度微调深度粗调电源指示电源开关44PPT课件五、

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。45PPT课件1.探头:

①直探头

外壳压电晶片引线阻尼块

46PPT课件

②斜探头o有机玻璃楔块阻尼材料压电晶片引线握柄外壳入射点47PPT课件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检测母材层状撕裂

及坡口未熔合直探头

利用一次反射法检测焊缝内部缺陷斜探头48PPT课件(2)对接焊缝的超声波检测

利用斜探头检测坡口未熔合!工件直射法一次反射法49PPT课件3.斜角探伤法（斜探头，横波法）(1)定义：采用斜探头将声束倾斜入射工件探伤面进行检测的方法，简称斜射法。