探伤过程中存在的典型问题-技术文章-上海高致精密仪器有限公司

不同探头同一试块的测量结果

反射体深度	1#探头	2#探头
	横波折射角	声程	横波折射角	声程
mm	( )	mm	( )	mm
20	21.7	21.7	32.8	24.3
40	24.4	45.0	32.5	49.8
60	25.8	70	30.9	75.6
80	28.9	101.8	29.1	102.0

注:1.晶片尺寸13´13 2.晶片尺寸10´20.

　　试验中发现:同一探头(入射角不变)在不同深度反射体上测得的横波折射角不同,进一步试验还发现,折射角的变化趋势与晶片的结构尺寸有关,对不同结构尺寸的晶片,折射角的变化趋势不同,甚至相反,而对同一

　　晶片,改变探头纵波入射角,其折射角变化趋势基本不变,上表是两个晶片尺寸不同的探头在同一试块上测量的结果.

　　1#探头声束中心轨迹 2#探头声束中心轨迹

　　1.纵波与横波探头概念不清.

　　**临界角:由折射定律SinaL/CL1=SinbL/CL2,当CL2>CL1时,bL>aL,随着aL增加,bL也增加,当aL增加到一定程度时,bL=90,这时所对应的纵波入射角称为**临界角aI,

　　aI=SinCL1/CL2=Sin2730/5900=27.6,当aL<aI时,**介质中既有折射纵波L¢¢又有折射横波S¢¢.

　　**临界角:由折射定律SinaL/CL1=SinbS/CS2, 当Cs2>CL1时,bS>aL,随着aL增加,bS也增加,当aL增加一定程度时,bS=90,这时所对应的纵波入射角称为**临界角aⅡ.aⅡ=SinCL1/CS2=Sin2730/3240=57.7.当aL=aI--aⅡ时,**介质中只有折射横波S,没有折射纵波L,常用横波探头的制作原理。

　　利用折射定律判断1#探头是否为横波探头。

　　A. 存横波探伤的条件:Sin27.6/2730=Sinb/3240,

　　Sinb=Sin27.6´3240/2730=0.55,b=33.36,K=0.66。

　　B.折射角为21.7时：

　　Sina/2730=Sin21.7/3240,Sina=Sin21.7´2730/3240,a=18.15,

　　小于**临界角27.6。

　　折射角为28.9时：

　　Sina/2730=Sin28.9/3240,Sina= Sin28.9´2730/3240,a=24,也小于**临界角27.6。

　　C.如何解释1#探头随反射体深度增加,折射角逐渐增大的现象,由A、B

　　可知,1#探头实际为纵波斜探头,同样存在上半扩散角与下半扩散角,而且上半扩散角大于下半扩散角。（讲义附件9题答案）。

　　纵波入射角aL由0逐渐向**临界角aI(27.6)增加时,**介质中的纵波能量逐渐减弱,横波能量逐渐增强,在声束的一定范围内,q下区域内的纵波能量大于q上区域内的纵波能量,探测不同深度的孔,实际上是由q下区域内的纵波分量获得反射回波**点。

　　由超声场横截面声压分布情况来看,A点声压在下半扩散角之内,B点声压在上半扩散角之内,且A点声压高于B点声压。再以近场长度N的概念来分析,2.5P 13´13 K1探头N=36.5mm,由此可知反射体深度20mm时,声程约21.7mm,b=21.7时N=40.07mm为近场探伤。

　　在近场内随着反射体深度增加声程增大,A点与B点的能量逐渐向C点增加,折射角度小的探头角度逐渐增大,折射角度大的探头角度逐渐减少。

　　2.盲目追求短前沿:

　　以2.5P 13´13 K2探头为例,b=15mm与b=11mm,斜楔为有机玻璃材料;

　　(1).检测20mm厚,X口对接焊缝,缺陷为焊缝层间未焊透.

　　(2).信噪比的关系:有用波与杂波幅度之比必须大于18dB.

　　(3).为什么一次标记点与二次标记点之间有固定波？

　　由54页表可知：COSb/COSa=0.68，K2探头b=63.44°，

　　COS63.44°=0.447，COSa=0.447/0.68=0.66，

　　COSa=6.5/LX，前沿LX=6.5/0.66=9.85mm。（讲义附件6题答案）。

　　3.如何正确选择双晶直探头:

　　(1).构造、声场形状、菱形区的选择;

　　(2).用途:为避开近场区,主要检测薄板工件中面积形缺陷.

　　(3).发射晶片联接仪器R口,接收晶片联接T口(匹配线圈的作用).

　　4.探头应用举例: