超声波探伤条件的选择
超声波探伤仪探伤条件的选择包括耦合层厚度、耦合材料的选择、各种补偿的考虑、探测频率、探测方式和有(yǒu)关参数的选择,以及探测灵敏度的调节。对于不同的工件和技术要求,可(kě)选择不同的探测条件,这在具體(tǐ)工件探伤中将作进一步介绍,本节所涉及的内容仅為(wèi)一般原则和通用(yòng)方法。
一、耦合和表面补偿
耦合是实现声能(néng)传递的必由途径,耦合剂是探头声源与工件这两种固體(tǐ)之间实现声能(néng)传递、保证软接触所必需的传声介质,它在二者界面上具有(yǒu)排除空气、充填不平的凹坑和间隙,并兼有(yǒu)防磨损、方便移动的功能(néng)。
1. 耦合损耗
除耦合剂材料性质外,耦合损耗与耦合层厚度d及耦合层中超声波波長(cháng)l有(yǒu)关。直接接触法超声波探伤的耦合层厚度一般均较薄,d<l/4。图3–35為(wèi)2.25MHz直探头用(yòng)锭子油作耦合剂时测得耦合层厚度与回波高度之间关系曲線(xiàn)(不同耦合条件所得曲線(xiàn)形状类同)
从图中可(kě)以看出,在d<l/4范围内,随d/l的增大,耦合损耗增大,在d=l/4时耦合损耗*大。从图中还可(kě)看出,在时,耦合损耗均较大,声能(néng)透过率较小(xiǎo),而当时,声能(néng)透过率较大,耦合损耗较小(xiǎo)。
耦合层材料本身的透声性能(néng)和探测面的粗糙度也是影响耦合损耗的因素。图3–36為(wèi)使用(yòng)不同声阻抗耦合剂时,工件表面粗糙度对回波高度的影响,横坐(zuò)标為(wèi)表面粗糙度的平均高度RZ,它决定了耦合层的厚度,即d=RZ。
由图可(kě)知,耦合剂声阻抗越大,越接近于晶片(或保护膜)和工件的声阻抗,探伤仪探测工件表面粗糙度越小(xiǎo)即光洁度越高,则耦合损耗越小(xiǎo),透声性能(néng)越好。此外,耦合损耗还与探测频率和保护膜性质有(yǒu)关。