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超聲波檢測(cè)焊縫時(shí)如何選擇斜探頭
在焊接件超聲波檢測(cè)工作中，選擇合適的探頭是發(fā)現(xiàn)缺陷、并對(duì)缺陷定位和定量的關(guān)鍵。因此在進(jìn)行超聲波檢驗(yàn)之前，一定要對(duì)檢驗(yàn)對(duì)像有一個(gè)充分的了解，對(duì)可能產(chǎn)生的缺陷有一定的認(rèn)識(shí)，從而根據(jù)這些情況來(lái)選擇探頭。
一、頻率的選擇
頻率的大小主要影響探頭近場(chǎng)區(qū)的長(zhǎng)度和半擴(kuò)散角的大小，頻率高，波長(zhǎng)短，聲束窄、擴(kuò)散角小，能量集中，聲束指向性好，因?yàn)椴ㄩL(zhǎng)短，對(duì)發(fā)現(xiàn)細(xì)小缺陷的能力強(qiáng)，分辨力高，缺陷定位準(zhǔn)確。但是頻率高，聲波在材料中的衰減大，穿透能力差，頻率高，近場(chǎng)區(qū)較大，對(duì)薄板工件發(fā)現(xiàn)近表面缺陷能力減弱，在選擇探頭頻率時(shí)要綜合考慮。對(duì)厚板對(duì)接焊縫應(yīng)盡量選擇頻率小一些，一般取2MHz左右；特別是鑄件和奧氏體不銹鋼件，衰減大，頻率一般選0.5—1MH，對(duì)中等厚度板對(duì)接焊縫可選擇頻率較大一些的探頭一般選擇2.5MHz的探頭，薄板大頻率可選擇5MHz。
二、晶片尺寸的選擇
晶片尺寸的大小決定了超聲波的發(fā)射功率，晶片尺寸越大，發(fā)射功率越大，晶片尺寸大，半擴(kuò)散角小，聲束指向性好，信噪比優(yōu)于小晶片探頭，未擴(kuò)散區(qū)增大，相對(duì)掃查的厚度范圍較大，對(duì)厚板應(yīng)盡量選擇晶片尺寸大一些的探頭，晶片尺寸大，相對(duì)掃查寬度大，能夠提高工作效率。晶片尺寸大，近場(chǎng)較大，對(duì)于容器筒體或接管表面為曲面時(shí)為保證耦合，探頭晶片不宜過(guò)大。對(duì)于奧氏體不銹鋼焊縫，為了減少晶粒散射的面積，應(yīng)當(dāng)選用大晶片探頭。晶片尺寸大對(duì)于薄板材料來(lái)說(shuō)近場(chǎng)大，對(duì)探傷不利，在保證強(qiáng)度足夠的前提下盡量選擇晶片尺寸小一些的探頭。方形晶片相對(duì)長(zhǎng)方形晶片發(fā)射能量集中，在選擇晶片時(shí)，應(yīng)優(yōu)先選擇方形晶片。
三、K值的選擇
K值對(duì)探傷靈敏度、聲束軸線(xiàn)的方向，一次波的聲程有較大的影響，對(duì)于有機(jī)玻璃制成的斜楔，在K=0.84時(shí)，聲壓往復(fù)透射率高，K值越大，折射角大，一次波的聲程大，當(dāng)檢測(cè)厚壁工件時(shí)，應(yīng)選用較小的K值，薄壁工件時(shí)，應(yīng)選擇較大K值，焊縫檢測(cè)過(guò)程中應(yīng)保證主聲束能夠掃查整個(gè)焊縫截面。應(yīng)盡量使聲束垂直于可能產(chǎn)生的主要缺陷，對(duì)于焊縫根部的未焊透缺陷，要考慮端角反射問(wèn)題，使用K=0.7—1.5左右的探頭，超過(guò)這個(gè)范圍的K值端角反射率低。在選擇K值的過(guò)程中要根據(jù)檢測(cè)質(zhì)量的要求、板材厚度，檢查的主要缺陷等情況綜合考慮合理選擇，如一種K值的探頭不能夠滿(mǎn)足檢測(cè)要求，要同時(shí)選擇不同K值的探頭來(lái)滿(mǎn)足質(zhì)量要求。
四、探頭前沿的選擇
橫波斜探頭一般由壓電晶片，吸聲材料，斜楔，阻尼塊，電纜線(xiàn)和外殼基本組成。壓電晶片的振動(dòng)包括厚度方向的振動(dòng)和徑向振動(dòng)，其中厚度方向的振動(dòng)是對(duì)我們有利的，而徑向振動(dòng)是我們要消除的。一般通過(guò)斜楔前端做成牛角形外加吸聲材料來(lái)消除，這些也只能減少?gòu)较蛘駝?dòng)，不能夠*的消除，仍有部分徑向波會(huì)傳導(dǎo)到工件上，對(duì)主聲束的傳播產(chǎn)生一定的干涉。因此，在選擇探頭的過(guò)程中，在滿(mǎn)足一次波和二次波能夠掃查焊縫整個(gè)區(qū)域的前提下，前沿可以選擇大一點(diǎn)，對(duì)于薄板，為了保證聲束能夠掃查整個(gè)焊縫載面，應(yīng)選擇前沿相對(duì)較小一些，特別是對(duì)于薄壁管道的檢測(cè)，要求盡量前沿短一些。