超声波探伤知识讲解.ppt

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1、超声波探伤第一节超声波的产生及其性质【重点】超声波的性质【难点】超声波的波型【授课方式】讲授【教学内容】能力知识点1超声波的基本原理能力知识点2超声波的产生与接收能力知识点3超声波的性质能力知识点4超声波的衰减能力知识点3超声波的衰减1、超声波的波型（1）纵波质点振动方向与波传播方向一致的波称为纵波或压波，用符号L表示。纵波可在固体、液体和气体介质中传播。（2）横波质点振动方向与波传播方向垂直的波称为横波，用符号S表示。（3）表面波仅在固体表面传播且介质表面质点做椭圆运动的声波，称为表面波，用符号R表示。能力知识点1超声波

2、探伤基本原理2．超声波的声速与波长（1）超声波的声速单位时间内超声波传播的距离即超声波的声速。用符号“c”表示。（2）超声波波长在超声波的传播方向上相位相同的相邻两质点间的距离称为超声波的波长，用符号“λ”表示。（3）声速、波长和频率之间的关系c=ƒλ能力知识点1超声波探伤基本原理超声波的产生与接收（1）逆压电效应与超声波的产生（2）压电效应与超声波的接收能力知识点2超声波的产生与接收能力知识点3超声波的性质超声波具有以下几方面的性质：（一）有良好的指向性1、直线性超声波的波长很短（毫米数量级），因此它在弹性介质中能象光波

3、一样沿直线传播，并符合几何光学规律。2、束射性声源发生的超声波能集中在一定区域（称为超声场）定向辐射。能力知识点3超声波的性质（二）异质界面上的透射、反射、折射和波型转换1、垂直入射异质介面时的透射、反射和绕射固-气界面K≈100%,因此探伤中良好的耦合是一个必要条件。2、倾斜入射异质界面时的反射、折射、波型转换第一临界角（α1m）第二临界角(α2m)能力知识点3超声波的性质由第一、第二临界角的物理意义可知：1）当α＜α1m时，第Ⅱ种介质中同时存在着折射纵波和折射横波，这种情况在探伤中不采用。2）当α1m≤α＜α2m时，第

4、Ⅱ种介质中只存在折射横波,这是常用的斜探头的设计原理和依据,也是横波探伤的基本条件。3)当α≥α2m时，第Ⅱ种介质中既无折射纵波又无折射横波,但这时在第Ⅱ种介质表面形成表面波,这是常用表面波探头的设计原理和依据。能力知识点4超声波的衰减超声波在介质传播过程中，其能量随着传播距离的增加而逐渐减弱的现象称为超声波的衰减。引起超声波衰减的原因主要有以下三个方面：1．散射引起的衰减2．介质吸收性引起的衰减3．声束扩散引起的衰减小结1.超声波的波型横波、纵波、表面波。2.超声波的性质第一临界角第二临界角练习题1．超声波的定义？它有哪

5、些重要特性？2．超声波是如何产生的？3．超声波的波长、频率与声速的相互关系是怎样的？4．超声波是否具有较大的探测深度?这一优势与其哪项特性有关?第二节超声波探伤设备简介【重点】超声波探伤仪【难点】超声波探伤仪的性能【授课方式】讲授【教学内容】能力知识点1超声波探头能力知识点2超声波探伤仪能力知识点3试块能力知识点1超声波探头超声波探伤设备一般由超声波探伤仪、探头和试块组成。超声波探头又称压电超声换能器，是实现电-声能量相互转换的能量转换器件。一、探头的种类由于工件形状和材质、探伤目的及探伤条件等不同，因而将使用各种不同形式

6、的探头。在焊缝探伤中常用的探头有以下几种：1．直探头声束重直于被探工件表面入射的探头称为直探头。它可发射和接收纵波。由压电元件、吸收块、保护膜和壳体等组成。能力知识点1超声波探头2．斜探头利用透声斜楔块使声束倾斜于工件表面射入工件的探头称为斜探头。它可发射和接收横波。它由探头蕊、斜楔块和壳体等部分组成。K=tgγ=1.0、1.5、2.0、2.5、3.0。3．水浸聚焦探头它是一种由超声探头和声透镜组合而成的探头。4．双晶探头双晶探头又称分割式TR探头，主要用探测近表面缺陷和薄工件的测厚。能力知识点1超声波探头二、探头的主要参

7、数焊缝超声波探伤常使用斜探头。斜探头的主要性能如下：1．折射角γ(或探头K值)γ或K值大小决定了声束入射工作的方向和声波传播途径，是为缺陷定位计算提供的一个有用数据。2．前沿长度声束入射点至探头前端面的距离称前沿长度，又称接近长度。它反映了探头对有余高的焊缝可接近的程度。能力知识点1超声波探头能力知识点1超声波探头3．声轴偏离角探头主声速轴线与晶片中心法线之间的夹角称为声速轴线偏向角。三、探头型号探头型号由五部分组成，用一组数字和字母表示，其排列顺序如下：（1）基本频率单位为MHz。（2）晶片材料常用的晶片材料（压电材料）

8、及其代号见表。能力知识点1超声波探头（3）晶片尺寸圆形晶片为晶片直径；方形晶片为晶片长度×宽度；分割探头晶片为分割前的尺寸。（4）探头种类用汉语拼音缩写字母表示，直探头也可以不标出，主要种类见表所示。（5）探头特征斜探头为其K值或γ，单位为°。能力知识点2超声波探伤仪超声波探伤仪是探伤的主体设备，主要功