超声波探伤在厚壁铸件内部铸造缺陷检测中的应用

超声波探伤在厚壁铸件内部铸造缺陷检测中的应用
在实际生产中，厚壁铸件内部铸造缺陷较多，壁厚达到200毫米左右时，X射线探伤就不能胜任，采用超声波探伤方法，通过试验证明，只要正确掌握测试技术，能够可靠的发现内部各种类型的缺陷。

一、探伤工艺
1.探伤频率：
用0.8MHZ、1.25MHZ、2.5MHZ三种频率对同一铸件的缩孔缺陷进行探测比较，当频率为1.25MHZ、2.5MHZ时，能够清晰的显示缺陷和缺陷处的底波。

2.仪器、探头及灵敏度调节：
选用CTS-22型和CIS-8A型超声波探伤仪及2.5MHZ、Φ14mm、Φ20mm直探头和30°、40°斜探头。

将探头置于自制的同批铸件试块上，用机油做耦合剂，调节“增益”旋钮，用试块校核相当于Φ2mm平底孔当量起始灵敏度。

3.接触法：
铸件特点，表面粗糙多麻点且锈蚀严重，检测时被检查部位必须打麽至光洁度达到
12.5-25微米。

二、判伤方法：
1.缺陷性质
调节扫描速度，使扫描范围对应一次底脉冲，二次底脉冲，这里分别称为一次反射法，二次反射法。

A、第一次底脉冲反射法，铸件内部存在铸造缺陷时，荧光屏显示如图1所示。

铸件内部不存在铸造缺陷时，荧光屏只显示底波、始波，如图2所示。

B、第二次底脉冲反射法，在正常情况下，有二次底波反射脉冲，如图3所示；如铸件内部存在铸造缺陷时，其波形大致分三种情况，一种情况是只有缺陷波，而没有底波，缺陷反射波凌乱，属严重缩孔，如图4所示；另一种情况是有缺陷波，气孔和疏松混合，疏松波不太强，不尖锐，而一次底波信号明显降低，甚至没有底波，则属缩孔和疏松，如图5所示；第三种情况是有缺陷波，一次底波同时存在而且无明显降低，对于单个气孔来说，形状较规则，因充满气体对超声波的反射率大，在荧光屏上显示一个独立而且尖锐的波形，探头稍微移动脉冲立刻消失，属于单个气孔缺陷，如图6所示。

图 4 图5 图6
2. 缺陷定量：
（1）.直探头测试缺陷定量方法
当发现大于声速直径的缺陷时移动探头，找到缺陷反射波的最高信号，反射波调到荧光屏满幅度波高的80%，然后以此为起点，左右移动探头使反射波的高度为40%即1/2时，声速中心正好探测到缺陷边沿，A、B探头中间距离X就是缺陷实际长度（6db法测长），如图7所示。

（2）.斜探头测试缺陷定量方法
Cos40=X/a X=a*Cos40
检测的准确性，主要与测量位置的正确与否有关，因标准试块是锻件，晶粒细，超声波传播性能好。

而探伤的对象是铸件，制作了简单的试块，在不同类型试块上做定量测试结果如下：
A.平面试块
如图9人工孔径相同，缺陷埋藏深度不同，测试结果见表一。

图9
如图10人工孔径不同，缺陷埋藏深度不同，测试结果见表二。

如图11进一步验证孔径相同，缺陷埋藏深度不同，测试结果见表三。

图11
数据，可以指导现场探伤。

三、探伤与解剖结果，见表四。

件4解剖后经X光探伤验证，如图14。

件5解剖后经X光探伤验证，如图15。

通过上述探伤于解剖分析，表明利用超声波探伤方法检测厚壁铸件内部铸造缺陷是可行的。

能够非常有效的控制厚壁铸件的产品质量
图12、13
图14
图15。