超聲波探傷知識講解.ppt

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1、超聲波探傷第一節(jié)超聲波的產(chǎn)生及其性質【重點】超聲波的性質【難點】超聲波的波型【授課方式】講授【教學內容】能力知識點1超聲波的基本原理能力知識點2超聲波的產(chǎn)生與接收能力知識點3超聲波的性質能力知識點4超聲波的衰減能力知識點3超聲波的衰減1、超聲波的波型（1）縱波質點振動方向與波傳播方向一致的波稱為縱波或壓波，用符號L表示?？v波可在固體、液體和氣體介質中傳播。（2）橫波質點振動方向與波傳播方向垂直的波稱為橫波，用符號S表示。（3）表面波僅在固體表面?zhèn)鞑デ医橘|表面質點做橢圓運動的聲波，稱為表面波，用符號R表示。能力知識點1超聲波

2、探傷基本原理2．超聲波的聲速與波長（1）超聲波的聲速單位時間內超聲波傳播的距離即超聲波的聲速。用符號“c”表示。（2）超聲波波長在超聲波的傳播方向上相位相同的相鄰兩質點間的距離稱為超聲波的波長，用符號“λ”表示。（3）聲速、波長和頻率之間的關系c=?λ能力知識點1超聲波探傷基本原理超聲波的產(chǎn)生與接收（1）逆壓電效應與超聲波的產(chǎn)生（2）壓電效應與超聲波的接收能力知識點2超聲波的產(chǎn)生與接收能力知識點3超聲波的性質超聲波具有以下幾方面的性質：（一）有良好的指向性1、直線性超聲波的波長很短（毫米數(shù)量級），因此它在彈性介質中能象光波

3、一樣沿直線傳播，并符合幾何光學規(guī)律。2、束射性聲源發(fā)生的超聲波能集中在一定區(qū)域（稱為超聲場）定向輻射。能力知識點3超聲波的性質（二）異質界面上的透射、反射、折射和波型轉換1、垂直入射異質介面時的透射、反射和繞射固-氣界面K≈100%,因此探傷中良好的耦合是一個必要條件。2、傾斜入射異質界面時的反射、折射、波型轉換第一臨界角（α1m）第二臨界角(α2m)能力知識點3超聲波的性質由第一、第二臨界角的物理意義可知：1）當α＜α1m時，第Ⅱ種介質中同時存在著折射縱波和折射橫波，這種情況在探傷中不采用。2）當α1m≤α＜α2m時，第

4、Ⅱ種介質中只存在折射橫波,這是常用的斜探頭的設計原理和依據(jù),也是橫波探傷的基本條件。3)當α≥α2m時，第Ⅱ種介質中既無折射縱波又無折射橫波,但這時在第Ⅱ種介質表面形成表面波,這是常用表面波探頭的設計原理和依據(jù)。能力知識點4超聲波的衰減超聲波在介質傳播過程中，其能量隨著傳播距離的增加而逐漸減弱的現(xiàn)象稱為超聲波的衰減。引起超聲波衰減的原因主要有以下三個方面：1．散射引起的衰減2．介質吸收性引起的衰減3．聲束擴散引起的衰減小結1.超聲波的波型橫波、縱波、表面波。2.超聲波的性質第一臨界角第二臨界角練習題1．超聲波的定義？它有哪

5、些重要特性？2．超聲波是如何產(chǎn)生的？3．超聲波的波長、頻率與聲速的相互關系是怎樣的？4．超聲波是否具有較大的探測深度?這一優(yōu)勢與其哪項特性有關?第二節(jié)超聲波探傷設備簡介【重點】超聲波探傷儀【難點】超聲波探傷儀的性能【授課方式】講授【教學內容】能力知識點1超聲波探頭能力知識點2超聲波探傷儀能力知識點3試塊能力知識點1超聲波探頭超聲波探傷設備一般由超聲波探傷儀、探頭和試塊組成。超聲波探頭又稱壓電超聲換能器，是實現(xiàn)電-聲能量相互轉換的能量轉換器件。一、探頭的種類由于工件形狀和材質、探傷目的及探傷條件等不同，因而將使用各種不同形式

6、的探頭。在焊縫探傷中常用的探頭有以下幾種：1．直探頭聲束重直于被探工件表面入射的探頭稱為直探頭。它可發(fā)射和接收縱波。由壓電元件、吸收塊、保護膜和殼體等組成。能力知識點1超聲波探頭2．斜探頭利用透聲斜楔塊使聲束傾斜于工件表面射入工件的探頭稱為斜探頭。它可發(fā)射和接收橫波。它由探頭蕊、斜楔塊和殼體等部分組成。K=tgγ=1.0、1.5、2.0、2.5、3.0。3．水浸聚焦探頭它是一種由超聲探頭和聲透鏡組合而成的探頭。4．雙晶探頭雙晶探頭又稱分割式TR探頭，主要用探測近表面缺陷和薄工件的測厚。能力知識點1超聲波探頭二、探頭的主要參

7、數(shù)焊縫超聲波探傷常使用斜探頭。斜探頭的主要性能如下：1．折射角γ(或探頭K值)γ或K值大小決定了聲束入射工作的方向和聲波傳播途徑，是為缺陷定位計算提供的一個有用數(shù)據(jù)。2．前沿長度聲束入射點至探頭前端面的距離稱前沿長度，又稱接近長度。它反映了探頭對有余高的焊縫可接近的程度。能力知識點1超聲波探頭能力知識點1超聲波探頭3．聲軸偏離角探頭主聲速軸線與晶片中心法線之間的夾角稱為聲速軸線偏向角。三、探頭型號探頭型號由五部分組成，用一組數(shù)字和字母表示，其排列順序如下：（1）基本頻率單位為MHz。（2）晶片材料常用的晶片材料（壓電材料）

8、及其代號見表。能力知識點1超聲波探頭（3）晶片尺寸圓形晶片為晶片直徑；方形晶片為晶片長度×寬度；分割探頭晶片為分割前的尺寸。（4）探頭種類用漢語拼音縮寫字母表示，直探頭也可以不標出，主要種類見表所示。（5）探頭特征斜探頭為其K值或γ，單位為°。能力知識點2超聲波探傷儀超聲波探傷儀是探傷的主體設備，主要功