超声波探伤到底怎么回事?

发布网友 发布时间：2024-10-21 23:36

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超声波探伤是一种利用高频声波在工件内部传播时遇到缺陷或不同材质界面产生反射原理，来检测工件内部缺陷或材质分层的技术。它依靠超声波束在工件中以数千米每秒的速度传播，并在遇到缺陷或界面时产生反射波。反射波通过探头晶片转化为电压信号，被仪器处理后，通过计算声波往返时间与声速，可得到缺陷至探头表面的距离，即声程。同时，回波电压的大小也间接反映了缺陷的大小。

当超声波束到达工件底部时，同样会产生反射，反射方向遵循反射角等于入射角的规律。如果工件底面平行于探测面，垂直反射的回波可被探头接收到，且由于底面面积通常远大于缺陷，底波回波的幅度远大于缺陷波。底波的反射与接收形成反射波的多次反射，即2次波、3次波等，能量逐渐衰减，直至耗尽。

当工件底面与探测面不平行时，反射波将偏移，导致无法接收到底波，影响检测结果。同样，若缺陷面平行于波束传播方向，也难以接收到缺陷回波。相反，当缺陷面垂直于波束传播方向时，能产生最大反射波，提高检测效率。为了提高检测灵敏度，应选择与缺陷最可能方向匹配的探测面进行检测，或通过不同方向的探测面进行多次检测。若无法找到合适的探测面，可使用斜探头进行检测。

斜探头利用晶片倾斜安装，产生斜线进入工件的超声波束。斜探头的倾斜角度表示了波束方向与探测面垂线之间的夹角，角度越大，波束越倾斜，水平分量与垂直分量的比例也会变化。常见的60度斜探头，水平与垂直之比约为1.73:1，也可通过此比例表示探头的倾斜度，即K值。斜探头常用于焊缝探伤，因能避开焊缝表面的高低不平，垂直入射的声束能与缺陷表面垂直，产生较大反射波，提高检测效果。

超声波探伤的局限性在于其检测深度主要依赖于探头的频率和工件的材质。一般情况下，超声波探伤能有效检测大于1到2毫米的缺陷。高频探头能检测更小的缺陷，但不适合粗晶粒材料的检测或远距离检测。超声波探伤技术的准确性与可靠性，使其成为工业检测领域中不可或缺的手段。