反射聲能的大小是內(nèi)表面或缺陷的指向性和性質(zhì)以及這種反射體的聲阻抗的函數(shù),因此可以應(yīng)用各種缺陷或內(nèi)表面反射的聲能來檢測缺陷的存在位置、壁厚或者表面下缺陷的深度。
超聲檢測作為一種應(yīng)用比較廣泛的無損檢測手段,其主要優(yōu)勢表現(xiàn)在:檢測靈敏度高,可以探測細小的裂紋;具有大的穿透能力,可以探測厚截面鑄件。其主要局限性在于:對于輪廓尺寸復雜和指向性不好的斷開性缺陷的反射波形解釋困難。
對于不合意的內(nèi)部結(jié)構(gòu),例如晶粒大小、組織結(jié)構(gòu)、多孔性、夾雜含量或細小的分散析出物等,同樣妨礙波形解釋;另外,檢測時需要參考標準試塊。
按探傷時間分類,鑄件探傷可分為原材料探傷和制造過程中的探傷,超聲波探傷設(shè)備產(chǎn)品檢驗及在役檢驗。原材料探傷和制造過程中探傷的目的是及早發(fā)現(xiàn)缺陷,以便及時采取措施避免缺陷發(fā)展擴大造成報廢。
產(chǎn)品檢驗的目的是保證產(chǎn)品質(zhì)量。在役檢驗的目的是監(jiān)督運行后可能產(chǎn)生或發(fā)展的缺陷,主要是疲勞裂紋。
1軸類鑄件的探傷軸類鑄件的鑄造工藝主要是以拔長為主,因而大部分缺陷的取向與軸線平行,此類缺陷的探測以縱波直探頭從徑向探測效果最佳??紤]到缺陷會有其它的分布及取向,因此軸類鑄件探傷,還應(yīng)輔以直探頭軸向探測和斜探頭周向探測及軸向探測。
餅類和碗類鑄件的鑄造工藝主要以鐓粗為主,缺陷的分布主要平行于端面,所以用直探頭在端面探測是檢出缺陷的最佳方法。
筒類鑄件的鑄造工藝是先鐓粗,后沖孔,再滾壓。因此,缺陷的取向比軸類鑄件和餅類鑄件中的缺陷的取向復雜。但由于鑄錠中質(zhì)量最差的中心部分已被沖孔時去除,因而筒類鑄件的質(zhì)量一般較好。
其缺陷的主要取向仍與筒體外圓表面平行,所以筒類鑄件的探傷仍以直探頭外圓面探測為主,但對于壁較厚的筒類鑄件,須加用斜探頭探測。
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探頭的選擇鑄件超聲波探傷時,主要使用縱波直探頭,晶片尺寸為Φ14~Φ28mm,常用Φ20mm.對于較小的鑄件,考慮近場區(qū)和耦合損耗原因,一般采用小晶片探頭。有時為了探測與探測面成一定傾角的缺陷,也可采用一定K值的斜探頭進行探測。
對于近距離缺陷,由于直探頭的盲區(qū)和近場區(qū)的影響,常采用雙晶直探頭探測。鑄件的晶粒一般比較細小,因此可選用較高的探傷頻率,常用2.5~5.0MHz。對于少數(shù)材質(zhì)晶粒粗大衰減嚴重的鑄件,為了避免出現(xiàn)“林狀回波”,提高信噪比,應(yīng)選用較低的頻率,一般為1.0~2.5MHz。