铸件超声波探伤特点及方法

铸件超声波探伤特点及方法

铸件的生产过程较为复杂，要保证铸件的质量，必须掌握冶炼、造型、浇注、出模、热处理等一系列工艺环节。然而，在铸件中很难避免出现一些如裂纹、气泡、夹杂、疏松、缩孔等缺陷。近年来，铸件品种不断增加，质量要求更高了，为此用超声波探伤仪对铸件内部缺陷进行探伤检测是很必要的。

一、铸件超声波探伤的特点

1。铸件内部一般晶粒较粗，组织不均匀且不致密，与锻件相比，铸件衰减大，穿透性能差。

2。在不均匀的粗大结构的界面上会产生漫反射，在荧光屏上会出现杂乱的晶界反射波。特别在用高频率探伤时，尤为显著，妨碍对缺陷的判别。

3。一般铸件自然表面的光洁度差，不易获得良好的声耦合。

4。由于上述原因，造成铸件的探测灵敏度降低，只能发现面积较大的缺陷。

5。铸件中的缺陷，多数呈有一定体积，常有多种形状和性质的缺陷混在一起，形状复杂、无明显方向，但出现部位有一定规律。

二、铸件超声波探伤的方法

在铸件中，铸钢（除奥氏体铸钢外）的穿透性较铸铁件好，探测频率可用2~6兆赫。而铸铁、铸铜等穿透性较差，探测频率可用0。5~2兆赫。粗糙的铸钢件。其表面光洁度差，使入射的声能减小，若用普通的机油做耦合剂，几乎不嫩探测，一般需用水浸法或黏度大的耦合剂或敷设塑料薄膜等方法探测。为提高发现缺陷的能力，铸件一般需经粗加工，使光洁度符合探伤要求。

探伤铸件的方法，通常采用多次脉冲反射法，有时也用一次脉冲反射法来确定缺陷位置。多次脉冲发射法是利用声波在缺陷界面的反射和缺陷对声波衰减的原理进行探测的。对于较厚且形状简单的工件，用此方法探测是比较适宜的。当工件内部无缺陷时，则出现铸件底部的多次反射波，其波幅铸件减小，并呈指数曲线衰减，如下图a所示，当工件内部存在疏松等缺陷时，会造成声波散射，使声能衰减，则底波反射次数减少，如下图b所示，当工件内部存在严重的缺陷，则底波消失或只有杂波，如下图c所示。由工件底波的衰减状态，即可判断有无缺陷和严重程度。

图1：多次脉冲反射法探测铸件时的波形

（a：无缺陷时的波形；b：一般缺陷时的波形；c：严重缺陷时的波形。）

若用一次脉冲反射法探测时，则由缺陷波的状态来判断铸件质量。在正常情况下，有底波反射，若工件内部有缺陷时，其波形大致有三种：第一种是只有缺陷波或杂波而无底波，此属严重缩孔和疏松缺陷；第二种是有缺陷波而底波显著降低，此属一般缩孔或疏松；第三种是缺陷波与底波同时存在，底波无明显降低，此属单个缺陷。

铸件的生产过程较为复杂，要保证铸件的质量，必须掌握冶炼、造型、浇注、出模、热处理等一系列工艺环节。然而，在铸件中很难避免出现一些如裂纹、气泡、夹杂、疏松、缩孔等缺陷。近年来，铸件品种不断增加，质量要求更高了，为此用超声波探伤仪对铸件内部缺陷进行探伤检测是很必要的。

一、铸件超声波探伤的特点

1。铸件内部一般晶粒较粗，组织不均匀且不致密，与锻件相比，铸件衰减大，穿透性能差。

2。在不均匀的粗大结构的界面上会产生漫反射，在荧光屏上会出现杂乱的晶界反射波。特别在用高频率探伤时，尤为显著，妨碍对缺陷的判别。

3。一般铸件自然表面的光洁度差，不易获得良好的声耦合。

4。由于上述原因，造成铸件的探测灵敏度降低，只能发现面积较大的缺陷。

5。铸件中的缺陷，多数呈有一定体积，常有多种形状和性质的缺陷混在一起，形状复杂、无明显方向，但出现部位有一定规律。

二、铸件超声波探伤的方法

在铸件中，铸钢（除奥氏体铸钢外）的穿透性较铸铁件好，探测频率可用2~6兆赫。而铸铁、铸铜等穿透性较差，探测频率可用0。5~2兆赫。粗糙的铸钢件。其表面光洁度差，使入射的声能减小，若用普通的机油做耦合剂，几乎不嫩探测，一般需用水浸法或黏度大的耦合剂或敷设塑料薄膜等方法探测。为提高发现缺陷的能力，铸件一般需经粗加工，使光洁度符合探伤要求。

探伤铸件的方法，通常采用多次脉冲反射法，有时也用一次脉冲反射法来确定缺陷位置。多次脉冲发射法是利用声波在缺陷界面的反射和缺陷对声波衰减的原理进行探测的。对于较厚且形状简单的工件，用此方法探测是比较适宜的。当工件内部无缺陷时，则出现铸件底部的多次反射波，其波幅铸件减小，并呈指数曲线衰减，如下图a所示，当工件内部存在疏松等缺陷时，会造成声波散射，使声能衰减，则底波反射次数减少，如下图b所示，当工件内部存在严重的缺陷，则底波消失或只有杂波，如下图c所示。由工件底波的衰减状态，即可判断有无缺陷和严重程度。

图1：多次脉冲反射法探测铸件时的波形

（a：无缺陷时的波形；b：一般缺陷时的波形；c：严重缺陷时的波形。）

若用一次脉冲反射法探测时，则由缺陷波的状态来判断铸件质量。在正常情况下，有底波反射，若工件内部有缺陷时，其波形大致有三种：第一种是只有缺陷波或杂波而无底波，此属严重缩孔和疏松缺陷；第二种是有缺陷波而底波显著降低，此属一般缩孔或疏松；第三种是缺陷波与底波同时存在，底波无明显降低，此属单个缺陷。