畢業(yè)論文11111_第1頁(yè)
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文檔簡(jiǎn)介

1、青海大學(xué)本科生畢業(yè)論文:超聲波探傷在設(shè)備焊接缺陷中的檢測(cè)和分析1第一章第一章緒論緒論1.11.1超聲波探傷簡(jiǎn)介超聲波探傷簡(jiǎn)介超聲波探傷也叫超聲檢測(cè)、超聲波檢測(cè),是無(wú)損檢測(cè)的一種。無(wú)損檢測(cè)是在不損壞工件或原材料工作狀態(tài)的前提下,對(duì)被檢驗(yàn)不見(jiàn)的表面和內(nèi)部質(zhì)量進(jìn)行檢查的一種檢測(cè)手段,NondestructiveTesting(縮寫(xiě)NDT)。機(jī)械振動(dòng)在介質(zhì)中的傳播過(guò)程叫做波,人耳能夠感受到頻率高于16赫茲,低于20000赫茲的彈性波,所以在這個(gè)

2、頻率范圍內(nèi)的彈性波又叫聲波。頻率小于10赫茲的彈性波又叫次聲波,頻率高于20000赫茲的彈性波叫做超聲波。次聲波和超聲波人耳都不能感受。超聲波的特點(diǎn):1、超聲波聲束能集中在特定的方向上,在介質(zhì)中沿直線傳播,具有良好的指向性。2、超聲波在介質(zhì)中傳播過(guò)程中,會(huì)發(fā)生衰減和散射。3、超聲波在異種介質(zhì)的界面上將產(chǎn)生反射、折射和波型轉(zhuǎn)換。利用這些特性,可以獲得從缺陷界面反射回來(lái)的反射波,從而達(dá)到探測(cè)缺陷的目的。4、超聲波的能量比聲波大得多。5、超聲

3、波在固體中的傳輸損失很小,探測(cè)深度大,由于超聲波在異質(zhì)界面上會(huì)發(fā)生反射、折射等現(xiàn)象,尤其是不能通過(guò)氣體固體界面。如果金屬中有氣孔、裂紋、分層等缺陷(缺陷中有氣體)或夾雜,超聲波傳播到金屬與缺陷的界面處時(shí),就會(huì)全部或部分反射。反射回來(lái)的超聲波被探頭接收,通過(guò)儀器內(nèi)部的電路處理,在儀器的熒光屏上就會(huì)顯示出不同高度和有一定間距的波形??梢愿鶕?jù)波形的變化特征判斷缺陷在工件重的深度、位置和形狀。超聲波探傷優(yōu)點(diǎn)是檢測(cè)厚度大、靈敏度高、速度快、成本低

4、、對(duì)人體無(wú)害,能對(duì)缺陷進(jìn)行定位和定量。超聲波探傷對(duì)缺陷的顯示不直觀,探傷技術(shù)難度大,容易受到主客觀因素影響,以及探傷結(jié)果不便于保存,超聲波檢測(cè)對(duì)工作表面要求平滑,要求富有經(jīng)驗(yàn)的檢驗(yàn)人員才能辨別缺陷種類、適合于厚度較大的零件檢驗(yàn),使超聲波探傷也具有其局限性。1.21.2超聲波探傷的基本原理超聲波探傷的基本原理超聲波是一種機(jī)械波,機(jī)械振動(dòng)與波動(dòng)是超聲波探傷的物理基礎(chǔ)。物體沿著直線或曲線在某一平衡位置附近作往復(fù)周期性的運(yùn)動(dòng),稱為機(jī)械振動(dòng)。振動(dòng)

5、的傳播過(guò)程,稱為波動(dòng)。波動(dòng)分為機(jī)械波和電磁波兩大類。機(jī)械波是機(jī)械振動(dòng)在彈性介質(zhì)中的傳播過(guò)程。超聲波就是一種機(jī)械波。機(jī)械波主要參數(shù)有波長(zhǎng)、頻率和波速。波長(zhǎng):同一波線上相鄰兩振動(dòng)相位相同的質(zhì)點(diǎn)間的距離稱為波長(zhǎng),波源或介質(zhì)中任意一質(zhì)點(diǎn)完成一次全振動(dòng),波正好前進(jìn)一個(gè)波長(zhǎng)的距離,常用單位為米(m);頻率f:波動(dòng)過(guò)程中,任一給定點(diǎn)在1秒鐘內(nèi)所通過(guò)的完整波的個(gè)青海大學(xué)本科生畢業(yè)論文:超聲波探傷在設(shè)備焊接缺陷中的檢測(cè)和分析3缺陷及缺陷位置和大小等信息。

6、2.分類按缺陷顯示方式分類,超聲波探傷儀分為三種。A型:A型顯示是一種波形顯示,探傷儀的屏幕的橫坐標(biāo)代表聲波的傳播距離,縱坐標(biāo)代表反射波的幅度。由反射波的位置可以確定缺陷位置,由反射波的幅度可以估算缺陷大小。B型:B型顯示是一種圖象顯示,屏幕的橫坐標(biāo)代表探頭的掃查軌跡,縱坐標(biāo)代表聲波的傳播距離,因而可直觀地顯示出被探工件任一縱截面上缺陷的分布及缺陷的深度。C型:C型顯示也是一種圖象顯示,屏幕的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)都代表探頭在工件表面的位置,探

7、頭接收信號(hào)幅度以光點(diǎn)輝度表示,因而當(dāng)探頭在工件表面移動(dòng)時(shí),屏上顯示出被探工件內(nèi)部缺陷的平面圖象,但不能顯示缺陷的深度。目前,探傷中廣泛使用的超聲波探傷儀都是A型顯示脈沖反射式探傷儀。二探頭超聲波的發(fā)射和接收是通過(guò)探頭來(lái)實(shí)現(xiàn)的。下面介紹探頭的工作原理、主要性能及其及結(jié)構(gòu)。1.壓電效應(yīng)某些晶體材料在交變拉壓應(yīng)作用下,產(chǎn)生交變電場(chǎng)的效應(yīng)稱為正壓電效應(yīng)。反之當(dāng)晶體材料在交變電場(chǎng)作用下,產(chǎn)生伸縮變形的效應(yīng)稱為逆壓電效應(yīng)。正、逆壓電效應(yīng)統(tǒng)稱為壓電效

8、應(yīng)。超聲波探頭中的壓電晶片具有壓電效應(yīng),當(dāng)高頻電脈沖激勵(lì)壓電晶片時(shí),發(fā)生逆壓電效應(yīng),將電能轉(zhuǎn)換為聲能(機(jī)械能),探頭發(fā)射超聲波。當(dāng)探頭接收超聲波時(shí),發(fā)生正壓電效應(yīng),將聲能轉(zhuǎn)換為電能。不難看出超聲波探頭在工作時(shí)實(shí)現(xiàn)了電能和聲能的相互轉(zhuǎn)換,因此常把探頭叫做換能器。2.探頭的種類和結(jié)構(gòu)直探頭用于發(fā)射和接收縱波,主要用于探測(cè)與探測(cè)面平行的缺陷,如板材、鍛件探傷等。斜探頭可分為縱波斜探頭、橫波斜探頭和表面波斜探頭,常用的是橫波斜探頭。橫波斜探頭主

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