毛坯面超声波探伤概述

郝雁

摘 要 随着化学工业的快速发展，对机械工业和设备及配件的要求越来越迫切。无检检验保证了设备运行的安全，除了严格检查材料是否符合合理要求，以避免出现缺陷。这样可以防止由于缺陷而报废零件、浪费加工时间、影响生产周期，本文就毛坯锻件超声波探伤进行阐述。

关键词 毛坯面;超声波探伤;锻件

1常规超声波探伤仪的基本结构

超声波传感器的基本结构传感器包括同步电路、发射电路、接收电路、时基电路、显示电源和换能器超声电路同步：产生同步脉冲信号，使整个仪器协同工作，同步传输电路，时间电路和门电路。这样，超声回波脉冲可以稳定地显示在显示器上。发射电路：产生高频振荡和脉冲超声波的高压脉冲激励超声换能器发生器。经耦合层进入电路接收的元件和材料接收电路：将超声探头通过压电芯片接收到的微波超声信号转换为低电脉冲信号，经接收电路放大后显示在示波器上。常规超声检测仪的接收电路包括衰减器、高频放大器、检测器和视频放大器。调整衰减器实际上就是调整放大器的增益，以便在示波器屏幕上以适当的高度显示所观察到的回波。时基电路：实际上，方波形成电路和波形形成电路将产生的锯波加到示波器的X偏转器上，使电路板从左向右扫描几次，形成脉冲回波显示。扫描光点的时间必须与被检工件传播的距离（时间）一致。当仪器调整探测距离时，它实际上是在时间上调整基底的宽度。宽度越宽，相应的探测距离就越长[1]。

2超声波探伤方法

2.1 超声波检测方法按原理分类

脉冲反射法是按原理分类的超声检测方法之一。脉冲反射法的工作原理是利用探头发出的脉冲波检测工件内部缺陷，进而观察工件底面的反射。缺陷回波法、底波高程法和多底波法是脉冲反射法常用的检测方法。对仪器示波器屏幕上显示的缺陷进行判断的方法是缺陷回波法。缺陷定位主要由回波传播时间来完成，并利用回波振幅来量化缺陷。底波高度法是利用底波高度的变化来判断工件缺陷的一种检测方法。底波高度法是指用相同的方法可以不带盲区地显示出投影大小相同的缺陷的方法，但是这种检测方法对工件的检测面与底面的平行检测面有较高的要求。虽然该检测方法能保持缺陷定位的定量不变，但灵敏度低，在实际应用中独立使用，仅作为辅助检测手段。对于厚度小、性能简单、检测面平行的工件，最适合采用多底波法。

2.2 按原则分类

第二种超声检测方法是衍射时差法法。衍射的基本原理是根据缺陷区域的衍射波信号确定和测量缺陷的尺寸。单发射模式倾斜纵波探头在实践中应用最广泛。在遇到障碍物或孔洞后，直波继续扩散的现象是科学界对衍射现象的合理解释。在衍射技术中，通常使用两种窄带脉冲探头，一种用于绕组，另一种用于绕组缺陷相对于自身高度的位置由接收探头通过接收缺陷尖端发出的衍射信号确定。直波首先到达房间内的接收探头，然后反射到基部。故障时，房间内，产生的绕射波一级缺损接收探头，其次是捕获产生的横向剪切加工探头接收波形，该类波到达接受探头的时间迟于底面反射波[2]。

3毛坯面超声波探伤分析

3.1 偶联剂的选择和探针保护膜的改进

在实际的缺陷检测中，声接触的好坏对优良果实的检测有很大的影响。在粗糙的工件表面上，由于压电晶片表面与工件表面仅存在空气，大量的超声波能量通过该界面反射，无法导入工件，使得缺陷难以检测。要解决这个问题，必须首先解决耦合问题。理想的莲藕混合物应满足以下条件;①良好的声渗透性能，莲藕混合物的声阻抗尽可能高，以减少超声反射。②货源方便，价格低廉。③对人体无害。常见的偶联剂是水和油。前者用于检测工件时，必须有专用的爆震备用。后者由于黏度差，只适用于更高的光洁的工件表面。如果使用牛油，虽然黏度好，但消耗量太大，不适合工件大量打井。如果将汞作为混合物使用，虽然可以获得良好的声耦合，但由于其极高的价格和对人体的危害，不适合实际生产检测。经分析试验，选用水玻璃（氧化钠13.1%～14.2%;二氧化硅31.2%～3.1%;氧化铁0.08%;其余均为水），作为偶联剂，取得了良好的效果。这种水玻璃黏稠度很高，可以在一定时间内干燥，而且价格低廉，非常适合实际生产检验。此外，我们还对探头保护膜进行了改进，将原有的I型12毫米道探头铜片保护膜改用塑料薄膜（厚度为0.05～0.06mm），消除了铜片坚硬导致接触不良的缺陷。采用上述两种措施后，毛坯表面的接触条件有了很大改善。可以大量输入超声波能量，获得强反射信号。

3.2 超声波检测锻件缺陷的程序

①用灵敏度块检查超声波检测器的不同性能是否符合要求。②了解毛坯的加工过程，便于分析发现的缺陷类型。③检查毛坯表面是否有酸洗、氧化或油污现象，如果有，则清除。④准备相同高度的手工试件，以便在检测缺陷时进行等效比较。⑤水玻璃涂在毛坯的探伤面待干燥（室温干燥8小时）。在紧急情况下，可以使用电炉干燥硅（大约十几分钟温度设置为50～60℃）烘干。⑥在干燥的水玻璃硅表面涂上一层新的机油或液体水玻璃。⑦增益测试仪开至10，输出也放至10。抑制为0，用人工试块以2毫米当量的平底孔进行校正，然后再刹节上述灵敏度控制，使2毫米平底孔反射讯号高度至4～5格。⑧当使用上述灵敏度检测时，如果检测到缺陷，则标记缺陷的位置并重复检测以确定其深度……⑨“比例法”用于确定缺陷深度;为了确定缺陷的大小，采用了“等效比较法”。“半波法”适用于探针板以上的缺陷。

3.3 仪器灵敏度的校准

①首先确定工件的缺陷当量，根据该等价物发现缺陷，然后轻拍工件表面，形成毛坯。在此表面再次检测，并对设备进行校正，使缺陷反射的氯数与筛选前相同。此时的灵敏度是故障检测的灵敏度。②在毛坯的另一侧进行加工，使其光洁度达到以上，然后与毛坯的原始手工毛坯进行比较，确定缺陷的大小。对仪器的靈敏度进行了校正，使两侧缺陷反射的信号高度基本相似。

综上所述，采用上述方法对不同的毛坯进行了研究，发现了不同类型和尺寸的缺陷，如裂纹、白色尖刺、裂纹和孔隙。我们对故障较多的零件进行了解剖，证明了故障检测结果的可靠性。

参考文献

[1] 朱建.探讨超声波探伤原理及方法[J].消费导刊，2018（2）：154.

[2] 李丽.毛坯锻件的超声波探伤的研究[J].现代制造技术与装备， 2018（3）：7-8.