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斜探头检出缺陷与准确定位缺陷之间的一步之遥
发布:kittyll   时间:2016/3/15 10:47:19   阅读:1392 
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图片来源:网络

超声波探头主要分为直探头和斜探头,斜探头又分为单晶斜探头和双晶斜探头,目前常用的斜探头角度有30度、45度、60度以及75度。
 
大家都知道,每次在检测前都要测试斜探头的组合性能,主要包括前沿长度、入射角度以及入射点。但有些斜探头上面的有机玻璃磨损很严重,会使得入射点以及入射角度都发生了变化,这将严重影响缺陷的定位。
 
测定前沿长度、入射角度的方法
 
对于双晶斜探头,不仅要校正水平线性(这点在本文中不再讲述),还要测量探头的前沿长度以及入射角。
 
1 前沿长度的测量
 
先设置仪器参数,声速为3230m/s(横波速度),扫描范围设为150mm,将单双探头开关调到on状态,利用CSK-ⅠA试块,将探头放在R50mm,R100mm阶梯型弧面时,屏幕上会出现两个回波,第一个回波是R50mm弧面的,第二个是R100mm弧面的。如果以R50mm回波为例,我们需要反复调节探头直到找到最高波,然后量出探头前沿到试块边缘的距离记为Ra,则探头的前沿长度为L0=R50-Ra。
 
2 K值的测量
 
同样利用CSK-ⅠA试块,将探头移动到φ50mm孔处,移动探头直到找到最高回波,然后测量探头前端到试块边缘的距离记为L,那么K=(L+L0-35)/30。
 
知道K值后很容易就可以推算出入射角度。
 

图片来源:网络
 
如何准确快速标记出缺陷位置
 
我们在用斜探头检测锻件上的缺陷时,也许有这样的困惑:当用斜探头确定了工件中缺陷的位置后,可是处理缺陷时,是应该沿着水平面垂直挖下去呢?还是以一定角度挖下去?
 
首先我们要明白斜探头的入射原理,以45度双晶斜探头为例,超声波是与水平面呈45度的夹角入射到工件里面的。
 
当探头在工件上面滑动时,如果工件里面没有缺陷,示波屏上只有始波,而超声波在工件中是以W型向前传播的。
 
当有缺陷出现时,我们就需要对缺陷进行标记,以便后续进行处理。当入射角度是45度,前沿长度是16mm时,通过计算可以得到缺陷定位声程是23mm(意思是前后移动探头,当缺陷波的声程达到23mm时就标记缺陷,此时探头前沿的正下方就是缺陷的位置)。
 
计算公式为:S=L/cosθ。
 
式中:S代表声程,屏幕上直接就可以显示出来。L代表前沿长度,θ代表探头入射角度。
 
通过这个公式计算出声程后,只要把探头前沿移至对应的声程处,缺陷必然就在探头前沿的正下方。
 
所以我们要想知道缺陷位于探头的什么位置,就必须准确测量探头的前沿长度以及入射角度,知道了这个方法,就不会盲目地标记缺陷了。
 

图片来源:网络
 
同时还有一种经验方法,仅供大家参考,可以避免复杂的计算:
 
1.校正好仪器的水平线性、垂直线性。
 
2.找一个工件的直角边缘,将探头前端的边缘与工件边缘对齐,一定要保证探头的耦合效果,此时示波屏上就会出现一个除始波之外的波,然后查看示波屏上面的声程,此时的声程就是缺陷定位声程。

 
来源:材料与测试
作者:银河之望
 
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