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超聲波檢測焊縫時如何選擇斜探頭
2021-01-06 08:14:05

在焊接件超聲波檢測工作中,選擇合適的探頭是發現缺陷、并對缺陷定位和定量的關鍵。因此在進行超聲波檢驗之前,一定要對檢驗對像有一個充分的了解,對可能產生的缺陷有一定的認識,從而根據這些情況來選擇探頭。

一、頻率的選擇:

頻率的大小主要影響探頭近場區的長度和半擴散角的大小,頻率高,波長短,聲束窄、擴散角小,能量集中,聲束指向性好,因為波長短,對發現細小缺陷的能力強,分辨力高,缺陷定位準確。但是頻率高,聲波在材料中的衰減大,穿透能力差,頻率高,近場區較大,對薄板工件發現近表面缺陷能力減弱,在選擇探頭頻率時要綜合考慮。對厚板對接焊縫應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,對中等厚度板對接焊縫可選擇頻率較大一些的探頭一般選擇2.5MHz的探頭,薄板最大頻率可選擇5MHz。

二、晶片尺寸的選擇:

晶片尺寸的大小決定了超聲波的發射功率,晶片尺寸越大,發射功率越大,晶片尺寸大,半擴散角小,聲束指向性好,信噪比優于小晶片探頭,未擴散區增大,相對掃查的厚度范圍較大,對厚板應盡量選擇晶片尺寸大一些的探頭,晶片尺寸大,相對掃查寬度大,能夠提高工作效率。晶片尺寸大,近場較大,對于容器筒體或接管表面為曲面時為保證耦合,探頭晶片不宜過大。對于奧氏體不銹鋼焊縫,為了減少晶粒散射的面積,應當選用大晶片探頭。晶片尺寸大對于薄板材料來說近場大,對探傷不利,在保證強度足夠的前提下盡量選擇晶片尺寸小一些的探頭。方形晶片相對長方形晶片發射能量集中,在選擇晶片時,應優先選擇方形晶片。

三、K值的選擇:

K值對探傷靈敏度、聲束軸線的方向,一次波的聲程有較大的影響,對于有機玻璃制成的斜楔,在K=0.84時,聲壓往復透射率最高,K值越大,折射角大,一次波的聲程大,當檢測厚壁工件時,應選用較小的K值,薄壁工件時,應選擇較大K值,焊縫檢測過程中應保證主聲束能夠掃查整個焊縫截面。應盡量使聲束垂直于可能產生的主要缺陷,對于焊縫根部的未焊透缺陷,要考慮端角反射問題,使用K=0.7—1.5左右的探頭,超過這個范圍的K值端角反射率低。在選擇K值的過程中要根據檢測質量的要求、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值的探頭不能夠滿足檢測要求,要同時選擇不同K值的探頭來滿足質量要求。

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,電纜線和外殼基本組成。壓電晶片的振動包括厚度方向的振動和徑向振動,其中厚度方向的振動是對我們有利的,而徑向振動是我們要消除的。一般通過斜楔前端做成牛角形外加吸聲材料來消除,這些也只能減少徑向振動,不能夠完全的消除,仍有部分徑向波會傳導到工件上,對主聲束的傳播產生一定的干涉。因此,在選擇探頭的過程中,在滿足一次波和二次波能夠掃查焊縫整個區域的前提下,前沿可以選擇大一點,對于薄板,為了保證聲束能夠掃查整個焊縫載面,應選擇前沿相對較小一些,特別是對于薄壁管道的檢測,要求盡量前沿短一些。


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