超声检测技术【182页】.pptxVIP

超声检测技术(UT);一.什么是超声波;超声波无损探伤：利用超声波对材料中的宏观缺陷进行探测，依据是声波通过材料时能量会有损失，在遇到两种介质的分界面时，会发生反射等，常用的频率为0.5~25MHz。;1超声检测的基础知识;用于发现缺陷并进行评估的基本信息：

来自材料内部各种不连续的反射信号的存在及其幅度；

入射信号与接收信号之间的声传播时间；

声波通过材料以后能量的衰减。;优点：

适用于金属、非金属、复合材料等材料及制件的无损评价；

穿透力强，可对较大厚度范围（如，几米长的钢锻件）的试件内部缺陷进行检测；

灵敏度高，可检测很小的缺陷；

可较准确地测定缺陷的深度位置；

设备轻便，对人体及环境无害，可作现场检测。

;局限性

纵波脉冲反射法存在盲区，缺陷走向对检测灵敏度有影响，对位于表面和近表面的某些缺陷常常难于检测；

试件形状复杂、表面粗糙、曲率半径小等对超声检测实施有较大影响；

材料的某些内部缺陷，如晶粒度、非均匀性、非密致性等会使缺陷检测的灵敏度和信噪比变差；

对缺陷作定性、定量表征的准确性依赖操作者的经验；

需要耦合剂。;超声清洗;清洗液中导入超声波，产生空化、声流、辐射压，这些效应使污物被机械剥离，并促进污物与清洗液的化学反应;超声清洗设备组成;超声塑料焊接;超声金属焊接;超声加工;超声搪锡;超声聚焦刀;二.描述超声波的基本物理量

超声波的产生依赖于做高频机械振动的“声源”和传播机械振动的弹性介质，所以机械振动和波动是超声检测的物理基础。描述超声波波动特性的基本物理量有：声速c、频率f、波长λ、周期T、角频率ω。其中频率和周期是由波源决定的，声速与传声介质的特性和波型有关。这些量之间的关系如下：;三.超声波的特点

超声波波长很短，这决定了超声波具有一些重要特性，使其能广泛应用于无损检测。

1)方向性好超声波具有像光波一样定向束射的特性。

2）穿透能力强对于大多数介质而言，它具有较强的穿透能力。例如在一些金属材料中，其穿透能力可达数米。

3）能量高超声检测的工作频率远高于声波的频率，超声波的能量远大于声波的能量。

4）遇有界面时，将产生反射、折射和波型的转换。利用超声波在介质中传播时这些物理现象，经过巧妙的设计，使超声检测工作的灵活性、精确度得以大幅度提高。;四.超声波的分类

超声波的分类方法很多，主要有：按介质质点的振动方向与波的传播方向之间的关系分类，即按波型分类；按波振面的形状分类，即按波形分；按振动的持续时间分类等。其中，按波型是研究超声波在介质中传播规律的重要理论依据，将着重讨论。;1超声检测的基础知识;1.超声波的波型

超声波的波型指的是介质质点的振动方向与波的传播方向的关系。按波型可分为纵波、横波、表面波和板波等。

（1）纵波。介质中质点的振动方向与波的传播方向相同的波叫纵波，用L表示。介质质点在交变拉压应力的作用下，质点之间产生相应的伸缩变形，从而形成了纵波。纵波传播时，介质的质点疏密相间，所以纵波有时又称为压缩波或疏密波。纵波是超声检测中应用最普遍的一种波型，也是唯一在液体、气体、固体中均可传播的波型。由于其反射和接收容易实现，在应用时常采用纵波声源经波型转换得到其它波型。;纵波;（2）横波。介质中质点的振动方向垂直于波的传播方向的波叫横波，用S或T表示。横波的形成是由于介质质点受到交变切应力作用时，产生了切变形变，所以横波又叫做切变波。液体和气体介质不能传播切应力，只有固体介质能够承受切应力，因而横波只能在固体介质中传播，不能在液体和气体介质中传播。横波速度通常为纵波声速的一半。实际检测中常用横波的主要原因是，通过波型转换，很容易在材料中得到一个传播方向与表面有一定倾角的单一波型，以对不平行于表面的缺陷进行检测。;横波;（3）表面波（瑞利波）。表面波是仅在半无限大固体介质的表面或与其它介质的界面及其附近传播而不深入到固体内部传播的波型的总称。瑞利首先对这种波给予了理论上的说明，因此表面波又称为瑞利波，常用R表示。瑞利波传播时随着穿透深度的增加，质点振动能量下降很快，通常认为其穿透深度约为一个波长，因此，它只能用来检测表面和近表面缺陷，且对表面裂纹有很高的灵敏度。;（4）板波（兰姆波）。在板厚和波长相当的弹性薄板中传播的超声波叫板波(或兰姆波)。板波传播时声场遍及整个板的厚度。薄板两表面质点的振动为纵波和横波的组合，质点振动的轨迹为一椭圆，在薄板的中间也有超声波传播。板波按其传播方式又可分为对称型（S型）和非对称型（A型）两种，这是由质点相对于板的中间层作对称型还是非对称型运动来决定的。;板波

(a)对称型；(b)非对称型;2.超声波的波形

超声波由声