制定δ=12mm平板對(duì)接焊縫的超聲波探傷工藝

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1、【課題】制定δ＝12mm平板對(duì)接焊縫的超聲波探傷工藝【課時(shí)】6課時(shí)（270min）【設(shè)計(jì)思路】超聲波探傷是來(lái)發(fā)現(xiàn)材料內(nèi)部缺陷的一種無(wú)損檢測(cè)方法，它可以檢查金屬材料、部分非金屬材料的表面和內(nèi)部缺陷。本次課由學(xué)生根據(jù)收集的資料編寫超聲波探傷的工藝，從而掌握超聲波探傷方法的原理及過(guò)程。【設(shè)計(jì)亮點(diǎn)】采用做中學(xué)和學(xué)中做的方式通過(guò)自己制定探傷工藝來(lái)加深對(duì)理論知識(shí)的理解。【教學(xué)目標(biāo)】1.知識(shí)目標(biāo)：使學(xué)生掌握超聲波探傷過(guò)程、各參數(shù)的選擇和原理。2.能力目標(biāo)：學(xué)生具備制定超聲波探傷工藝的能力。3.情感目標(biāo)：通過(guò)共同收集資料，制定探傷工藝，培養(yǎng)學(xué)生探索求新、互助合作的精神?！窘虒W(xué)重點(diǎn)】

2、超聲波探傷過(guò)程及原理?！窘虒W(xué)難點(diǎn)】超聲波探傷工藝參數(shù)的選擇?！緦W(xué)情分析】焊接專業(yè)學(xué)生通過(guò)教材學(xué)習(xí)后，能掌握部分理論知識(shí)，但卻不知如何應(yīng)用這些知識(shí)來(lái)制定超聲波探傷工藝，因而本項(xiàng)目直接從應(yīng)用著手，通過(guò)制定工藝在做中學(xué)和在學(xué)中做，讓學(xué)生既掌握理論知識(shí)又會(huì)應(yīng)用這些知識(shí)。【教學(xué)準(zhǔn)備】1.教師：準(zhǔn)備多媒體課件，JB/T4730-2005標(biāo)準(zhǔn)2.學(xué)生：各小組在組長(zhǎng)的組織下，收集超聲波探傷資料并編制工藝?！窘虒W(xué)平臺(tái)與資源】多媒體課件、JB/T4730-2005標(biāo)準(zhǔn)?！窘虒W(xué)過(guò)程】一、任務(wù)導(dǎo)入老師對(duì)本次任務(wù)的程序進(jìn)行說(shuō)明，首先由各組隨機(jī)抽取一名同學(xué)對(duì)本組編制的工藝進(jìn)行陳述，各位同學(xué)提出

3、建議和意見，其間穿插老師點(diǎn)評(píng)，最后老師總結(jié)。二、各組同學(xué)分別進(jìn)行陳述各組同學(xué)陳述完后，班上其余同學(xué)可提出意見和建議，老師進(jìn)行點(diǎn)評(píng)，介紹探傷原理、過(guò)程等。（一）超聲波的產(chǎn)生及其性質(zhì)20~20000HZ，人耳能聽到，稱為聲波；大于20000HZ，稱為超聲波；小于20HZ，稱為次聲波。1.超聲波的產(chǎn)生與接收（1）產(chǎn)生方法機(jī)械法、熱學(xué)法、電動(dòng)力法、壓電法（2）壓電法①壓電效應(yīng)正壓電效應(yīng)：變形→電荷逆壓電效應(yīng)：電荷→變形②發(fā)射與接收發(fā)射：電振蕩→變形（拉伸或壓縮）→超聲波接收：變形→電荷（高頻電壓）→探傷儀2.超聲波的主要參數(shù)（1）C、f、T、λF=1/TC=λ/T（2）聲壓

4、（P）垂直作用于單位面積上的壓力聲壓＝變化壓強(qiáng)-靜壓聲壓決定于聲波的高度（3）聲強(qiáng)（I）表示超聲波的能量（4）聲阻抗（Z）Z＝ρC3.超聲波的性質(zhì)（1）有良好的指向性①直線性②束射性a.能量集中在2θ以內(nèi)的錐形區(qū)域內(nèi)半擴(kuò)散角λ↓和D↑則θ↓，指向性好，能量越集中。b.近場(chǎng)區(qū)與遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)（聲壓軸向分布不均勻）近場(chǎng)長(zhǎng)度c.不同橫截面上聲壓分布不同d.波陣面不同未擴(kuò)散區(qū)：平面擴(kuò)散區(qū)：球面(2)能在彈性介質(zhì)中傳播①波型a.縱波（L）振動(dòng)方向與傳播方向相同，能在固、液、氣中傳播。b.橫波（S）振動(dòng)方向垂直于傳播方向，只能在固體中傳播。c.表面波（R）d.板波②聲速聲速：縱波＞橫波

5、＞表面波當(dāng)f和v相同時(shí)，波長(zhǎng)關(guān)系：縱波＞橫波＞表面波分辨力（波長(zhǎng)越小越好）：表面波＞橫波＞縱波(3)異質(zhì)介面上的透射、反射、折射和波型轉(zhuǎn)換①垂直入射a.反射K＝與兩種介質(zhì)聲阻抗Z之差有關(guān)，其值愈大則K值大。b.繞射最小缺陷尺寸df=λ/2②傾斜入射a.反射與折射b.第一、二臨界角α1m：當(dāng)γL＝900時(shí)的入射角；α2m：當(dāng)γS＝900時(shí)的入射角，產(chǎn)生表面波；（4）具有穿透性和衰減性4.超聲波的衰減（1）散射f↑，晶粒越大，散射越多。（2）吸收固體少，液體少。（3）擴(kuò)散距離越大，擴(kuò)散↑。（二）超聲波探傷設(shè)備簡(jiǎn)介1.探頭（換能器）(1)探頭的種類①直探頭發(fā)射和吸收縱波。

6、②斜探頭發(fā)躰和吸收橫波。③水浸聚焦探頭④雙晶探頭(2)探頭的主要參數(shù)①折射角γ或探頭K值；②前沿長(zhǎng)度③聲軸偏離角(3)探頭型號(hào)表8-12.超聲波探傷儀(1)分類(2)A型脈沖反射式超聲波探傷儀(3)探傷儀的性能①水平線性（時(shí)基線性或掃描線性）指掃描線上顯示的反射波距離與反射體距離成正比程度。關(guān)系到定位。②垂直線性（放大線性）指示波屏反射波幅與接收信號(hào)電壓成正比關(guān)系的程度，關(guān)系到缺陷定量的準(zhǔn)確性。③動(dòng)態(tài)范圍示波屏上回波高度從滿足100%降至消失時(shí)儀器衰減器的變化范圍，其值越大，可檢出缺陷愈小。用分貝（dB值）表示。為正表示增益，為負(fù)表示衰減。④靈敏度余量在規(guī)定條件下探

7、傷靈敏度至儀器最大靈敏度的富裕量。⑤分辨力區(qū)分兩相鄰而不連續(xù)缺陷的能力。⑥電噪聲電平⑦盲區(qū)在規(guī)定探傷靈敏度下，從探傷面至能沒(méi)出缺陷的最小距離。3.試塊(1)標(biāo)準(zhǔn)試塊(2)對(duì)比試塊（參考試塊）（三）超聲波探傷的基本方法1.直接接觸法（1）垂直入射法（縱波法）圖8-7所示（2）斜角探傷法（橫波法）跨距點(diǎn)：聲束中心線經(jīng)底面反射后到達(dá)探傷面的點(diǎn)。跨距P：探頭入射點(diǎn)（0）至跨距點(diǎn)（A）的距離。直射法：在0.5跨距的聲程內(nèi)，超聲波不經(jīng)底面反射而直接對(duì)準(zhǔn)缺陷的探傷方法，又稱一次波法。一次反射法：超聲波只在底面反射一次而對(duì)準(zhǔn)缺陷的探傷方法，又稱二次波法。P0.5＝δtgγP1＝