超声波探伤方法
第八章超声波探伤
第三章超声波探伤超声波探伤是利用超声波在物体中的传播、反射和衰减等物理特性来发现缺陷的一种无损检测方法。
它可以检查金属材料、部分非金属材料的表面和内部缺陷，如焊缝中裂纹、未熔合、未焊透、夹渣、气孔等缺陷。
超声波探伤具有灵敏度高、设备轻巧、操作方便、探测速度快、成本低、对人体无害等优点，但对缺陷进行定性和定量的准确判定方面还存在着一定的困难。
第一节超声波的产生及其性质超声波是频率大于20000Hz 的声波，它属于机械波。
在金属探伤中使用的超声波，其频率为0.5～10MHz，其中以2～5MHz最为常用。
一、超声波的产生与接收探伤中采用压电法来产生超声波。
压电法是利用压电晶体片来产生超声波的。
压电晶体片是一种特殊的晶体材料，当压电晶体片受拉应力或压应力的作用产生变形时，会在晶片表面出现电荷；反之，其在电荷或电场作用下，会发生变形，前者称为正压电效应，后者称为逆压电效应。
超声波的产生和接收是利用超声波探头中压电晶体片的压电效应来实现的。
由超声波探伤仪产生的电振荡，以高频电压形式加载于探头中的压电晶体片的两面上，由于逆压电效应的结果，压电晶体片会在厚度方向上产生持续的伸缩变形，形成了机械振动。
若压电晶体片与工件表面有良好的耦合时，机械振动就以超声波形式传播进入被检工件，这就是超声波的产生。
反之，当压电晶体片受到超声波作用而发生伸缩变形时，正压电效应的结果会使压电晶体片两表面产生具有不同极性的电荷，形成超声频率的高频电压，以回波电信号的形式经探伤仪显示，这就是超声波的接收。
二、超声波的性质1．超声波具有良好的指向性由于超声波的波长非常短，因此，它在弹性介质中能象光波一样沿直线传播。
而且超声波在固定的介质中传播速度是个常数，所以，根据传播时间就能求得其传播距离，这样就为探伤中缺陷的定位提供了依据。
2．超声波能在弹性介质中传播，不能在真空中传播一般探伤中通常把空气介质作为真空处理，所以认为超声波也不能通过空气进行传播。
超声波探伤培训教程
超声波探伤培训教程超声波探伤技术是一种通过超声波在材料内部传播和反射的方式来检测材料中存在的缺陷或者异物的非破坏性检测技术。
在工业领域得到了广泛应用，尤其是在航空、航天、核能、石油等行业。
本教程将系统介绍超声波探伤的原理、设备以及操作技巧，帮助读者全面了解和掌握超声波探伤技术。
一、原理1. 超声波的生成和传播超声波是指频率超过20kHz的声波。
其生成通常是通过压电晶体的压电效应来实现，当施加电压时，压电晶体会振动并产生超声波。
超声波在材料中的传播是一种机械波的传播方式，它具有直线传播、可传递到深层、能量损失小等特点。
2. 超声波的反射和散射当超声波遇到材料中的缺陷或者界面时，会发生反射和散射。
根据反射和散射的信号，可以判断材料中的缺陷类型、位置、尺寸等信息。
常用的探伤方法包括脉冲回波法和相位数组法。
二、设备1. 超声波探伤仪超声波探伤仪是进行超声波探伤的核心设备，它包括发射装置、接收装置、信号处理系统等部分。
发射装置用于产生超声波信号，接收装置用于接收反射和散射的信号，信号处理系统则对接收到的信号进行处理和显示。
2. 探头探头是超声波探伤仪的重要部件，其质量和性能直接影响到探伤的效果。
常见的探头类型有直探头、斜探头、浸润式探头等。
不同类型的探头适用于不同的检测对象和环境。
三、操作技巧1. 检测准备在进行超声波探伤之前，需要对设备和探头进行校准和检查，确保其正常工作。
同时，还需要根据待检测材料的类型和要求选择合适的探头，并对材料表面进行清洁和处理。
2. 检测步骤（1）将探头与被检测材料紧密接触，确保超声波能够传播到材料内部。
（2）调节探测范围和增益，以保证检测到的信号具有足够的强度。
（3）进行扫描或者点检测，记录检测到的信号并分析。
（4）根据检测结果判断材料的质量，如果发现缺陷，需进一步分析和评估。
四、应用案例超声波探伤技术在各个行业都有广泛的应用。
以下是几个实际案例：1. 航空领域在航空器制造和维修过程中，通过超声波探伤可以检测飞机结构中的隐蔽缺陷，如裂纹、孔洞等。
超声波探伤方法和探伤标准
超声波探伤方法和探伤标准超声波探伤是一种非破坏性检测方法，通过超声波在材料中的传播和反射来检测材料内部的缺陷和异物。
它在工业领域广泛应用于金属、塑料、陶瓷等材料的质量检测和安全评估。
本文将介绍超声波探伤的方法和标准，以帮助读者更好地理解和应用这一技术。
超声波探伤方法主要包括脉冲回波法、相控阵法和多普勒法。
脉冲回波法是最常用的一种方法，它通过发射脉冲超声波，然后接收回波信号来检测材料内部的缺陷。
相控阵法则是利用多个发射和接收元件来形成波束，实现对材料内部的全方位检测。
而多普勒法则是通过测量超声波在材料中的传播速度变化来检测材料中的动态缺陷，如裂纹和腐蚀等。
在进行超声波探伤时，需要根据具体的材料和缺陷类型选择合适的探头和频率。
对于不同材料，需要选择不同的超声波频率，以获得更好的探伤效果。
同时，探头的尺寸和形状也会影响到探伤的精度和灵敏度。
在实际应用中，操作人员需要根据具体情况进行合理选择和调整。
除了探头的选择外，超声波探伤还需要考虑材料的声速和衰减系数。
不同材料的声速和衰减系数会影响超声波在材料中的传播和反射特性，因此需要对这些参数进行准确的测量和计算，以确保探伤结果的准确性和可靠性。
此外，超声波探伤还需要根据相关的探伤标准进行操作和评定。
目前国际上常用的探伤标准包括美国材料和试验协会（ASTM）的标准、国际电工委员会（IEC）的标准以及国际协会认证联盟（IAF）的标准等。
这些标准对于超声波探伤的设备、操作和结果评定都有详细的规定，可以作为操作人员的参考依据。
总的来说，超声波探伤是一种非常有效的材料缺陷检测方法，它具有高灵敏度、高分辨率和高可靠性的特点。
通过合理选择探头和频率、准确测量材料参数以及遵循相关的探伤标准，可以更好地发挥超声波探伤的优势，为工业生产和安全保障提供可靠的技术支持。
希望本文所介绍的超声波探伤方法和标准能够对读者有所帮助，促进这一技术的应用和发展。
超声波探伤的通用方法和基础技术——(第二节超声波探伤的基本方法)
第三章超声波探伤的通用方法和基础技术第二节超声波探伤的基本方法一、超声波探伤的缺陷定位原理脉冲反射法超声波探伤中对缺陷位置的确定，通常以探头所在的探测面作为测量基准。
由于示波管水平刻度线经时间轴比例适当调整后，它就能指示相应的距离，所以时间轴比例的调整(即探测范围调整)是缺陷定位中的重要环节。
1. 直探头纵波探伤直探头纵波探伤时，探测范围的调整可借助标准试块或对比试块进行，也可直接利用工件大平底面。
调节时应同时校正零位，使声程原点与水平刻度零位相互一致，按照需要调整的探测范围选择适当厚度的试块，以便得到两个以上的底面回波。
这是因为发射脉冲前沿位置与声程原点不一定一致，用一次底面反射(一个基准回波)不能正确调整探测范围和校正零位的缘故。
例如，调整钢中200mm的探测范围时，可用IIW试块厚度100mm作探测基准，调节深度粗调与细调，以及水平旋钮，使测距为100mm的一次底波B1和二次底波B2分别位于水平刻度的5格和10格处(见图3–16所示)，此时，时间轴水平刻度每格代表钢中声程20mm。
图3–16 直探头纵波探伤时探测范围调整2. 斜探头横波探伤斜探头横波探伤的定位方法不像直探头纵波探伤那样只用单一的声程定位，而有声程定位、水平定位和深度定位之分。
同时，为使定位计算方便，通常将斜探头入射点作为声程原点，并经零位校正后，声程原点与时间轴零位相一致。
这样，有机玻璃中一段纵波声程移在零位左边，零位右边的时间轴刻度直接表示了工件中反射体的声程、水平距或深度距离，读数方便。
图3–17为用斜探头横波进行焊缝探伤的示例。
图3–17 焊缝中缺陷的定位方法由图可知，所谓声程定位，即示波屏上显示的缺陷波前沿所对应的时间轴刻度，表示了缺陷距入射点的斜声程W ；水平定位则表示缺陷距入射点的水平距离x ；深度定位则表示缺陷距探测面的深度y 。
虽然它们确定缺陷位置的方法有所区别，但实际上经过简单的三角关系计算，可以很方便地进行相互换算。
超声波探伤工艺
超声波探伤工艺
超声波探伤工艺是一种无损检测技术，通过利用超声波的特性来检测材料内部的缺陷和损伤。
以下是超声波探伤工艺的基本步骤：
1.前期准备：在开始检测之前，需要先了解被检测对象的基本情
况，包括材料类型、规格尺寸、加工工艺等。
同时，还需要对超声波探伤仪进行检查和校准，确保其处于正常工作状态。
2.表面处理：对被检测对象的表面进行处理，清除表面的污垢、
油污、锈迹等影响检测结果的因素。
对于一些特殊材料，如塑料、玻璃等，需要进行特殊的处理。
3.耦合剂选择：根据被检测对象的表面情况选择合适的耦合剂，
常用的耦合剂有水、机油、甘油等。
4.确定探头：根据检测需求选择合适的探头，包括频率、晶片尺
寸、角度等参数。
5.检测操作：将探头与被检测表面耦合在一起，通过超声波探伤
仪的控制面板调节超声波的参数，如振幅、频率等，然后进行扫查。
在扫查过程中，需要注意观察仪器上的回波信号，并记录下各个回波的位置和幅度等信息。
6.结果分析：根据仪器显示的结果，结合被检测对象的实际情况
进行分析，判断是否存在缺陷或损伤。
7.结果处理：如果检测到缺陷或损伤，需要根据实际情况进行处
理，如修补、更换等。
如果没有检测到缺陷或损伤，则需要进行后续的使用和维护。
需要注意的是，超声波探伤工艺需要具备一定的专业知识和技能，操作人员需要经过培训和认证才能进行操作。
同时，由于超声波探伤的精度和可靠性会受到多种因素的影响，如耦合剂、表面粗糙度、材料性质等，因此需要定期进行校准和维护。
超声波探伤的使用流程
超声波探伤的使用流程简介超声波探伤是一种非破坏性测试方法，用于检测材料内部的缺陷和异物。
它通过将超声波传递到材料中，利用断层回波来确定材料的质量和完整性。
本文将介绍超声波探伤的使用流程，包括设备准备、测试操作步骤和数据分析。
设备准备1.超声波探伤仪：选择适合应用的超声波探伤仪，确保其具备必要的功能和性能。
2.探头：根据被测试材料的特性选择合适的探头，包括频率、形状和尺寸。
3.耦合剂：使用适当的耦合剂来确保探头与材料之间的良好接触，以便传递超声波。
4.校准块：准备具有已知缺陷尺寸和位置的校准块，用于校准仪器和验证测试结果的准确性。
测试操作步骤1.样品准备：将待测试的样品放置在平整的工作台上，并清洁其表面，确保没有杂质和污垢。
2.探头安装：将选定的探头连接到超声波探伤仪上，并调整其位置和角度以满足实际需要。
3.耦合剂涂覆：在探头和样品的接触面上涂覆耦合剂，确保良好的耦合和超声波的传递。
4.参数设置：根据材料的特性和测试要求，设置超声波探伤仪的相关参数，包括频率、增益和滤波器等。
5.执行测试：将探头置于样品表面上，并慢慢移动，保持合适的接触力和速度，以覆盖全部样品表面。
6.数据记录：记录测试时的参数设置、位置、时间等信息，同时记录检测到的缺陷和回波信号。
7.数据分析：对测试数据进行分析，识别和评估任何检测到的缺陷，并与校准块结果进行对比，以确定缺陷的位置、尺寸和类型。
注意事项1.进行超声波探伤前，应对仪器进行校准和检查，确保其正常工作和准确度。
2.在使用过程中要注意安全，遵守相关的操作规程和安全措施。
3.样品的准备和处理需符合要求，以确保测试结果的准确性和可靠性。
4.特别关注探头的位置和角度，确保覆盖到样品的全部区域，并避免产生死角。
5.在数据分析过程中，要结合实际需求和专业知识，准确判断缺陷的性质和严重程度。
结论超声波探伤是一种重要的非破坏性测试方法，广泛应用于工业领域中。
通过遵循正确的使用流程和注意事项，可以确保测试的准确性和可靠性。
超声波探伤分类及特点
超声波探伤方法的分类及特点超声波探伤有许多方法，如将它们逐一分类，一般可用以下几种方法一. 按原理分类超声波探伤方法按原理分类，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试件内，遇到工件内部不连续或工件边界产生反射声波，再由探头接收，由此判别工件中是否存在缺陷，根据反射波的情况来检测试件缺陷的方法，称为脉冲反射法，是超声检测常用的基础检测方法。
脉冲反射法包括缺陷回波法、底波高度法和多次底波法。
脉冲反射法分类如下：一次脉冲反射法如下图所示。
当工件中无缺陷时，荧光屏上只有始波T与一次底波B。
当工件中有小缺陷时，始波与底波之间出现缺陷F，缺陷波高与其反射面积有关，此时底波幅度会有下降。
当工件中缺陷大于声束直径时，底波消失，荧光屏上只有始波和缺陷波。
多次脉冲反射法这是以多次底面脉冲回波为依据进行探伤的一种方法，超声波在具有平行表面的工件中传播，若无缺陷时，声波经底面反射回探头，一部分能量被探头接收，得到一次底波B1，另一部分能量又折回底面再被探头接收，得到二次底波B2，剩余能量再折回探头，如此往复多次，得到底面多次回波，直至声能完全耗尽为止。
根据多次底波波幅递减的快慢，可用以判断工件材质衰减情况及有无对声能吸收大的缺陷，也可以用来判断工件中缺陷的严重程度，这种方法在板材探伤中经常用到，具有较好的优越性。
2.衍射时差法（TOFD）1）. 方法原理超声波入射到缺陷端部，会在缺陷端部较大角度范围内产生衍射波，检测衍射波就能确定缺陷存在，根据衍射波传播时间差来确定缺陷高度，缺陷产生衍射波本身波高不作为缺陷定量依据。
采用的波型为纵波，其原因是纵波声速比横波快，纵波先被探头接收，使缺陷信号解释简化。
TOFD法检测时适用双探头，分别置于焊缝两侧，其中一个作为发射探头，另一个作接收探头（见教材图5-4），在无缺陷部位，当发射探头发出超声波后，首先到达接收探头的是直通波，后面到达接收探头的是底面反射波。
超声探伤技术
超声探伤技术3.1无损探伤3.1.1无损探伤种类及特点无损探伤是在不损坏工件或原材料工作状态前提下，对被检验部件的表面和内部质量进行检查一种测试手段。
常用的无损探伤方法有射线探伤、超声探伤、磁粉探伤、渗透探伤和涡流探伤。
下面分别介绍。
(1) 射线探伤射线探伤（RT）是利用电磁波穿透工件，完好部位与缺陷部位透过剂量有差异，其程度与这两部分的材质、射线强度和透过方向与缺陷尺寸有关，从而形成缺陷影像。
射线探伤的主要特点如下：1）图片上有完好部位与缺陷部位的黑度差形成的缺陷平面投影影象，一般无法测量缺陷的深度；2)基本不受焊缝厚度限制；3)要求焊缝双面靠近，检验成本高，时间长；4)对操作人员有射线损伤射线探伤有利于检验出夹渣、气孔等体积形缺陷。
对平行于射线方向的开口性缺陷有检出能力(2) 超声探伤超声探伤是利用弹性波在缺陷部位形成反射或衍射的方法提取缺陷信号，其信号强度与波的类型、探伤频率，缺陷的尺寸、取向及其表面状态以及完好部位和缺陷部位的材质有关。
超声探伤的主要特点如下：1)显示器屏幕上缺陷波的幅度与位置代表缺陷的尺寸与深度，一般较难测量缺陷真实尺寸，只有采用衍射波法可测缺陷高度；2)厚度小于8mm时，要求特殊检验方法；3)焊缝只须单面靠近，检验时间短，成本低；4)对操作人员无损害。
超声探伤有利于检出裂纹类面积形缺陷。
（3）磁粉探伤磁粉探伤是将焊缝磁化利用缺陷部位的漏磁通可吸附磁粉的现象得以形成缺陷痕迹以达到探伤效果的检测手段。
磁粉探伤限于检验铁磁材料，要完全接近与工件表面，缺陷性质容易辨认，油漆与电镀面基本不影响检验灵敏度，但应做层膜厚度对灵敏度影响的试验。
磁粉检测可以用来检表面与近表面缺陷。
（4）渗透探伤渗透探伤的原理是利用毛细作用将带有颜色的渗透液喷涂在焊缝表面上，使其渗入缺陷内，清洗后施加显象剂显示缺陷彩色痕迹。
渗透检测适用于各种金属工件，不要电源，缺陷性质容易辨认，渗透操作到显示缺陷约半小时。
超声波探伤
(3) 保护膜 可使压电晶片免于和工件直接接触受磨损, 其中软膜(耐磨橡胶、塑料等)用于粗糙表面的工件； 硬膜(不锈钢片、刚玉片、环氧树脂等)声能量损失小, 比软膜应用广。
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2．能在弹性介质中传播，不能在真空中传播
超声波通过介质时，以介质质点的振动方向与波的传播方向 间相互关系的不同，可分为纵波、横波、表面波和板波等。各类 型波的传播介质和具有的特点见表4-l、表4-2。
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2．能在弹性介质中传播，不能在真空中传播
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2．能在弹性介质中传播，不能在真空中传播 注意：
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(2)束射性
4)未扩散区(图4-2a中，ｂ≈1.64N)内， 波阵面近似平面，声场可看成是平面波 声场，平均声压基本不变；扩散区其主 波束可视为底面直径为D的截头圆锥体， 当x≥3N时，波束按球面波规律扩散。 实际焊缝探伤所用金属介质中的脉冲波 横波声场(简称实际声场)，这要比以上 分析的理想声场复杂的多，但二者有其 基本相似之处。
(1) 垂直入射异质界面时的透射、反射和绕射
当超声波从一种介质垂直入射到第二种介质上时，其能量一部 分反射而形成与入射波方向相反的反射波，其余能量则透过界面 产生与入射波方向相同的透射波(图4-3)。 超声波反射能量W反与超声波入射能量W入 之比称之为超声波能量反射系数，即 K=W反/W入。
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超声波能量反射系数K值：
1. 有良好的指向性 (1)直线性 超声波的波长很短(毫米级)，它在弹性 介质中能象光波一样沿直线传播，符合几何光学规律。 声速对固定介质是常数，根据传播时间就能求得其传 播距离，这为探伤中缺陷定位提供依据。
实验十五 超声波探伤
实验十五超声波探伤一、实验目的1、了解超声波探伤仪的简单工作原理。
2、掌握超声波波探伤仪的使用方法。
3、熟练探测SG-Ⅱ试块上人工缺陷。
二、工作原理超声波探伤是利用超声波在物体中的传播、反射和衰减等物理特性来发现缺陷的一种探伤方法。
超声波是由频率大于20000HZ的机械震动在弹性介质中的一种传播过程，因此超声波是机械波。
超声波是由超声波探伤仪产生的电振荡并施加于探头，利用其晶片的压电效应而获得。
当高频电压加于晶片两面电极上时，由于逆压电效应，晶片会在厚度方向上产生伸缩变形的机械振动。
若晶片与工件有良好的耦合时，机械振动就以超声波的形式传播出去，这就是发射。
反之，当晶片受到超声波作用（遇到异质界面反射回来）而发生伸缩变形时，正压电效应又会使晶片两面产生不同极性电荷，形成超生频率的高频电压，这就是接受。
利用压电效应使探头（压电晶片）发射或接受超声波，就使发现缺陷成为可能。
探伤时，超声波通过探测表面的耦合剂传入工件，超声波在传播途中若遇到缺陷时，部分超声波反射回到探头，其余的超声波传播到工件底部也反射回探头，由探头内晶片的压电效应将超声波转变为电讯号，再传至探伤仪，在荧光屏的扫描线上出现始脉冲（表面反射波T）、伤脉冲（缺陷反射波F）和底脉冲（底面反射波B）。
他们在时间扫描线上呈现的距离与工件表面、缺陷及底部之间的距离相对应，因此，便可确定缺陷所在的位置。
同时由伤脉冲的高度亦可反映缺陷的大小。
三、仪器的校准方法和步骤在使用仪器进行检测之前，首先进行校准：依据被测工件的材料、尺寸和相关标准，选择合适的探伤方法和探头，进行材料声速、探测范围和工作频率等仪器参数及探头参数的设置，并校正探头零点等。
1、探头参数设置（1）首先根据有关行业标准或现场要求，确定探伤方法和选择合适的探头。
（2）在计测主菜单中的角度值（探头折射角）。
直探头角度值设置为“0”。
（3）采用单探头工作模式时，应将收发菜单里的双探头置为“off”。
超声波探伤方法
超声波探伤方法
超声波探伤（Ultrasonic Testing，UT）是一种广泛用于检测材料内部缺陷和确定材料性质的非破坏性检测方法。
它通过引入高频声波（超声波）来检测材料中的问题。
以下是超声波探伤的基本方法：
1.传感器选择：选择合适的超声波探头（传感器）。
传感器通常
包括发射晶体和接收晶体，它们能够产生和接收超声波脉冲。
2.超声波传播：发射晶体产生高频的超声波脉冲，这些脉冲穿透
被测材料，反射或散射回来，然后由接收晶体接收。
3.信号处理：接收到的超声波信号会被放大、整形和处理。
检测
设备会记录超声波传播的时间、幅度和其他参数。
4.A扫描：A扫描（Amplitude Scan）显示的是超声波信号的幅
度随时间的变化，用于检测材料内的缺陷或界面。
5.B扫描：B扫描（Brightness Scan）提供了材料内部的截面图
像，类似于医学超声成像。
它能够显示缺陷的位置和形状。
6.C扫描：C扫描（C-Scan）将材料切片成小块，然后显示各个
切片的超声波图像，以获取更多详细信息。
7.评估：根据A扫描、B扫描和C扫描的结果，分析和评估材料
内的缺陷，如裂纹、夹杂物、孔洞等。
8.校准：在进行实际检测之前，需要对设备进行校准，以确保测
量结果的准确性。
超声波探伤广泛用于各种应用领域，包括制造业、航空航天、建筑、医疗领域、材料科学等。
它可以用于检测焊缝的质量、钢材中的裂纹、
混凝土结构中的空隙，以及医学上用于成像人体内部的组织。
这是一种强大的非破坏性检测方法，可帮助提前发现材料和结构中的问题，确保安全和质量。
超声波探伤方法按波形分类
根据探伤采用的波形，可分为纵波法、横波法、表面波法、板波法、爬波法等。
1．纵波法使用直探头发射纵波，进行探伤的方法，称为纵波法。
此法波束垂直入射至试件探测面，以不变的波型和方向透入试件，所以又称为垂直入射法，简称垂直法。
垂直法分为单晶探头反射法、双晶探头反射法和穿透法。
常用的是单晶探头反射法。
垂直法主要用于铸造、锻压、轧材及其制品的探伤，该法对与探测面平行的缺陷检出效果最佳。
由于盲区和分辨力的限制，其中反射法只能发现试件内部离探测面一定距离以外的缺陷。
在同一介质中传播时，纵波速度大于其它波型的速度，穿透能力强，晶界反射或散射的第三性较差、所以可探测工件的厚度是所有波型中最大的，而且可用于粗晶材料的探伤。
由于垂直法探伤时，波型和传播方向不变，所以缺陷定位比较方便。
2．横波法将纵波通过楔块、水等介质倾斜入射至试件探测面，利用波型转换得到横波进行探伤的方法，称为横波法。
由于透入试件的横波束与探测面成锐角，所以又称斜射法，此方法主要用于管材、焊缝的探伤。
其它试件探伤时，则作为一种有效的辅助手段，用以发现垂直探伤法不易发现的缺陷。
3．表面波法使用表面波进行探伤的方法，称为表面波法。
这种方法主要用于表面光滑的试件。
表面波波长比横波波长还短，因此衰减也大于横波。
同时，它仅沿表面传播，对于表面上的复层、油污、不光洁等，反应敏感，并被大量地衰减。
利用此特点可以通过手沾油在声束传播方向上进行触摸并观察缺陷回波高度的变化，对缺陷定位。
4．板波法使用板波进行探伤的方法，称为板波法。
主要用于薄板、薄壁管等形状简单的试件探伤，板波充塞于整个试件，可以发现内部的和表面的缺陷。
但是检出灵敏度除取决于仪器工作条件外，还取决于波的形式。
铸件的八个超声波探伤检测方法
铸件的⼋个超声波探伤检测⽅法铸件的⼋个超声波探伤检测⽅法根据铸件的不同情况，可选择以下相应的检测技术：(1）纵波直探头法缺陷反射波法对于厚度较⼤，表⾯较光滑的铸件，可采⽤纵波直探头，通过观察⼀次底⾯回波之前是否出现缺陷信号进⾏检测。
(2）纵波AVG法⽤AVG曲线可实时读取缺陷当量直径和当量DB。
(3）纵波双晶探头法要检测厚度⼩于45mm或较厚铸件近表⾯缺陷，可采⽤双晶探头；配合使⽤下⾯的ZGS试块(4）纵波单晶斜探头法如需检测裂纹，或由于形状和缺陷取向原因⽆法采⽤纵波检测的部位，可采⽤斜探头检测。
(5）⼆次缺陷反射波法对于厚度不⼤，表⾯较粗糙的铸件，可采⽤纵波直探头检测，通过观察⼀次底⾯和⼆次底⾯回波之间是否出现缺陷信号进⾏判断。
(6）多次回波法多次回波法对于厚度较薄，材质均匀，检测⾯与底⾯平⾏的铸件，可采⽤纵波直(7）分层检测法对厚度特⼤的铸件，如果⽤缺陷回波法检测，通常检测灵敏度需按最⼤厚度调整，这就使得仪器增益必须设置的很⼤，根据超声波的衰减特性，这样势必造成靠近表⾯位置的信号幅度过⾼，散射引起的杂波信号幅度也过⾼。
如果该部位存在缺陷，则缺陷信号将混于杂波信号中，⽆法分辨。
因此对于厚度特别⼤的铸件，⼀般采⽤分层法检测，即检测时将铸件厚度分为若⼲层，每⼀层分别采⽤该层的深度调整灵敏度进⾏检测，如下图所⽰。
对于近表⾯层，由于该层厚度⼩，声衰减较⼩，需要的仪器增益相对较低，杂波幅度也可相应下降，采⽤⼀般全厚度检测的缺陷回波法⽆法分辨的缺陷，此时有可能被观测到。
这样既满⾜了深层缺陷检测灵敏度要求，也解决了较⼩厚度部位的缺陷检测问题。
可见，分层检测法是解决铸件检测时杂波⼲扰的⼀种有效措施。
(8）纵波DAC法在实际检测时，利⽤仪器的距离幅度补偿（DAC）功能，不分层检测，也可达到与分层检测同样的效果。
注意：铸钢件表⾯粗糙，耦合条件差，检测前应对其表⾯进⾏打磨清理，要求粗植度R不⼤于12.5um。
铸钢件检测时常⽤黏度较⼤的耦合剂，如浆糊、黄油、⽢油、⽔玻璃等。
实验十五 超声波探伤
实验十五超声波探伤一、实验目的1、了解超声波探伤仪的简单工作原理。
2、掌握超声波波探伤仪的使用方法。
3、熟练探测SG-Ⅱ试块上人工缺陷。
二、工作原理超声波探伤是利用超声波在物体中的传播、反射和衰减等物理特性来发现缺陷的一种探伤方法。
超声波是由频率大于20000HZ的机械震动在弹性介质中的一种传播过程，因此超声波是机械波。
超声波是由超声波探伤仪产生的电振荡并施加于探头，利用其晶片的压电效应而获得。
当高频电压加于晶片两面电极上时，由于逆压电效应，晶片会在厚度方向上产生伸缩变形的机械振动。
若晶片与工件有良好的耦合时，机械振动就以超声波的形式传播出去，这就是发射。
反之，当晶片受到超声波作用（遇到异质界面反射回来）而发生伸缩变形时，正压电效应又会使晶片两面产生不同极性电荷，形成超生频率的高频电压，这就是接受。
利用压电效应使探头（压电晶片）发射或接受超声波，就使发现缺陷成为可能。
探伤时，超声波通过探测表面的耦合剂传入工件，超声波在传播途中若遇到缺陷时，部分超声波反射回到探头，其余的超声波传播到工件底部也反射回探头，由探头内晶片的压电效应将超声波转变为电讯号，再传至探伤仪，在荧光屏的扫描线上出现始脉冲（表面反射波T）、伤脉冲（缺陷反射波F）和底脉冲（底面反射波B）。
他们在时间扫描线上呈现的距离与工件表面、缺陷及底部之间的距离相对应，因此，便可确定缺陷所在的位置。
同时由伤脉冲的高度亦可反映缺陷的大小。
三、仪器的校准方法和步骤在使用仪器进行检测之前，首先进行校准：依据被测工件的材料、尺寸和相关标准，选择合适的探伤方法和探头，进行材料声速、探测范围和工作频率等仪器参数及探头参数的设置，并校正探头零点等。
1、探头参数设置（1）首先根据有关行业标准或现场要求，确定探伤方法和选择合适的探头。
（2）在计测主菜单中的角度值（探头折射角）。
直探头角度值设置为“0”。
（3）采用单探头工作模式时，应将收发菜单里的双探头置为“off”。
超声波检测之超声波探伤技术(无损检测课件)
➢ 超声波探头是用来产生与接收超声波的器件。探头中的关 键部件是换能器，最常用的是压电换能器，又称为压电晶 片。
➢ 压电换能器将电脉冲转换为超声脉冲，再将超声脉冲转换 为电脉冲，实现电能和声能的相互转换。
➢
机械变形
电压（交变）
8.2 探头
探头的类型 ➢ 接触式纵波直探头（主要参数频率和晶片尺寸）
第3节 超声波检测方法
8.1 超声检测仪
检测方法的分类 超声波探伤有多种分类方法： （1）按原理分类。脉冲反射法、穿透法和共振法三种。
目前用得最多的是脉冲反射法。 （2）按显示方式分类。按超声波探伤图形的显示方式分：
有A型显示、B型显示、C型显示等。目前用得最多的是A 型显示探伤法。
8.1 超声检测仪
种类的变化——探头与检测仪间阻抗情况改变——影响灵 敏度，不能随意更换。 ➢ 探头与工件间的声耦合需采用耦合剂，目的是以液体置于 探头与工件之间代替空气间隙，增大声能的透过率，使声 能更好地传入工件。 ➢ 接触法中常用耦合剂有机油、甘油、水玻璃等。
8.3 试块
试块的用途： 用试块作为调节仪器、定量缺陷的参考依据，是超声探伤 的一个特点。超声探伤的试块上有各种已知的特征，例如 特定的尺寸、规定形状和尺寸的人工缺陷，如平底孔、横 通孔、凹槽等。
通过观察F的高度可对缺陷的大小进行评估，通过观察回 波F距发射脉冲的距离，可得到缺陷的埋藏深度。
8.1 超声检测仪
➢ 2.穿透法 穿透法是依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。穿透法常采用两个探头，一收 一发，分别放置在试件的两侧进行探测。这种方法无法得 知缺陷深度的信息，对于缺陷尺寸的判断也是十分粗略的。
➢ 接触法 • 将探头与试件表面直接接触进行检测的方法，在二者间涂
超声波探伤方法
人们的耳朵能直接接收到的声波的频率范围通常是20Hz到20kHz，即音（声）频。
频率低于20 Hz的称为次声波，高于20 kHz的称为超声波。
工业上常用数兆赫兹超声波来探伤。
超声波频率高，则传播的直线性强，又易于在固体中传播，并且遇到两种不同介质形成的界面时易于反射，这样就可以用它来探伤。
通常用超声波探头与待探工件表面良好的接触，探头则可有效地向工件发射超声波，并能接收（缺陷）界面反射来的超声波，同时转换成电信号，再传输给仪器进行处理。
根据超声波在介质中传播的速度（常称声速）和传播的时间，就可知道缺陷的位置。
当缺陷越大，反射面则越大，其反射的能量也就越大，故可根据反射能量的大小来查知各缺陷（当量）的大小。
常用的探伤波形有纵波、横波、表面波等，前二者适用于探测内部缺陷，后者适宜于探测表面缺陷，但对表面的条件要求高。
超声波共振法探伤
超声波共振法探伤
超声波共振法探伤是一种利用超声波在被检工件内传播时，根据工件厚度与缺陷情况引起共振现象来进行缺陷检测的方法。
超声波探伤仪通过发射高频超声波进入被检工件，当工件的厚度为超声波半波长的整数倍时，会产生共振现象。
通过对共振频率的特性的分析，可以判断工件内部的缺陷情况以及工件厚度的变化情况。
超声波共振法探伤的原理如下：
1. 超声波探头发射高频超声波进入被检工件。
2. 超声波在工件内传播，当工件厚度为超声波半波长的整数倍时，产生共振现象。
3. 接收器接收反射回来的超声波，并转换为电信号。
4. 通过对反射信号的分析，提取出工件的共振频率。
5. 分析共振频率的变化，判断工件内部的缺陷情况和厚度变化。
超声波共振法探伤具有以下优点：
1. 非接触性检测，不损伤被检工件表面。
2. 适用于各种材料和形状的工件。
3. 分辨率高，能够检测到微小缺陷。
4. 检测速度快，效率高。
5. 设备成本较低，易于推广和应用。
总之，超声波共振法探伤是一种有效、可靠的无损检测方法，广泛应用于金属、陶瓷、塑料等材料的工件检测。
在实际应用中，超声波共振法探伤常与其他超声波探伤方法（如脉冲反射法、穿透法等）相结合，以提高检测的准确性和可靠性。
探伤工艺方案
探伤工艺方案1. 引言探伤是一种通过不破坏物体表面的方法，用来检测材料中的缺陷或异常情况的工艺。
在工业生产中，探伤被广泛应用于质量检测和故障诊断。
本文将介绍一个探伤工艺方案，包括工艺流程和使用的设备。
2. 工艺流程2.1 准备工作在进行探伤之前，需要进行一些准备工作。
首先，确定探伤的目标物体，并清洁表面，以确保能够准确地检测出缺陷。
其次，选择适用的探测方法和设备。
最后，制定探伤计划，包括确定探测区域和方式。
2.2 探伤操作2.2.1 超声波探伤超声波探伤是一种广泛应用的探伤方法。
其原理是通过发送和接收超声波信号，根据信号的强度和传播时间，来检测材料中的缺陷。
操作步骤如下：1.将超声波传感器放置在预定的探测位置。
2.发送超声波信号，并记录传播时间。
3.接收反射的超声波信号，并记录信号的强度。
4.根据接收到的信号，判断是否存在缺陷。
2.2.2 磁粉探伤磁粉探伤是一种常用于检测表面和近表面缺陷的探伤方法。
其原理是在目标物体表面施加磁场，通过观察磁粉颗粒在缺陷处的聚集情况来检测缺陷。
操作步骤如下：1.在目标物体表面涂覆磁粉。
2.施加磁场，使磁粉在表面产生磁力线。
3.观察磁粉颗粒在缺陷处的聚集情况。
4.根据聚集情况判断是否存在缺陷。
2.3 结果分析根据探伤操作所得到的结果，可以进行进一步的分析。
根据缺陷的位置、形状和大小，评估其对物体性能的影响。
根据结果分析，对目标物体采取相应的修复或处理措施，以确保其正常使用。
3. 使用的设备3.1 超声波探伤设备超声波探伤设备主要由超声波传感器、信号发生器和接收器组成。
超声波传感器用于发送和接收超声波信号，信号发生器用于产生超声波信号，接收器用于接收和放大反射的信号。
3.2 磁粉探伤设备磁粉探伤设备主要由磁场发生器和磁粉颗粒组成。
磁场发生器用于施加磁场，磁粉颗粒用于观察聚集情况。
常用的磁粉颗粒有干粉、湿粉和颗粒磁粉。
3.3 其他设备除了超声波和磁粉探伤设备外，根据需要还可以使用其他探伤设备，如射线探伤设备、涡流探伤设备等。
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超声波探伤方法
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频率低于20 Hz的称为次声波，高于20 kHz的称为超声波。
工业上常用数兆赫兹超声波来探伤。
超声波频率高，则传播的直线性强，又易于在固体中传播，并且遇到两种不同介质形成的界面时易于反射，这样就可以用它来探伤。
通常用超声波探头与待探工件表面良好的接触，探头则可有效地向工件发射超声波，并能接收（缺陷）界面反射来的超声波，同时转换成电信号，再传输给仪器进行处理。
根据超声波在介质中传播的速度（常称声速）和传播的时间，就可知道缺陷的位置。
当缺陷越大，反射面则越大，其反射的能量也就越大，故可根据反射能量的大小来查知各缺陷（当量）的大小。
常用的探伤波形有纵波、横波、表面波等，前二者适用于探测内部缺陷，后者适宜于探测表面缺陷，但对表面的条件要求高。
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