1、任務一 超聲波探傷儀的使用能力要點：能力要點：超聲波探傷儀的連接超聲波探傷儀的連接超聲波探頭的使用超聲波探頭的使用探頭、試塊、耦合劑的探頭、試塊、耦合劑的熟悉使用熟悉使用 知識要點：知識要點：超聲波探傷儀的組成超聲波探傷儀的組成超聲波探頭的結構超聲波探頭的結構試塊相應知識試塊相應知識項目三：焊接接頭超聲檢測醫院醫院B B超超焊縫超聲波探傷焊縫超聲波探傷超聲波探傷儀的使用超聲波探傷儀的使用鋼板測厚鋼板測厚鍛件探傷鍛件探傷距離距離-波幅曲線波幅曲線DAC的繪制的繪制 超聲檢測平板對接焊縫的平板對接焊縫的UT檢測檢測斜探頭性能測試斜探頭性能測試學習任務背景學習任務背景 導入： 1.學習了解本課程的概

2、況； 2.常規無損檢測種類及特點； 3.典型檢測產品壓力容器的結構特點； 4.壓力容器焊接接頭常見焊接缺陷的類型及檢測方法。 學習任務安排學習任務安排1.數字式超聲波探傷儀使用2.探頭和試塊的型號熟悉3.儀器與探頭的配合使用學習任務目標學習任務目標會使用數字式超聲波探傷儀，會初步選擇探頭、試塊、耦合劑，為進行下一步學習任務做好準備。資訊資料建議資訊資料建議1.學生手里資料：教學方案實施，學生工作頁，學生課業，評分標準2.書3、網站中國工業檢測網http:/ American Society for Nondestructive Testing (NDT)美國無損檢測學會http:/www.as

3、/British Institute of Non-Destructive Testing 英國無損檢測學會/European Federation for Non-Destructive Testing無損檢測歐洲聯盟/ 超聲波檢測超聲波檢測是無損檢測方法之一，利用超聲波是無損檢測方法之一，利用超聲波在介質中傳播的聲學特性檢測金屬材料及其工在介質中傳播的聲學特性檢測金屬材料及其工件內部或表面缺陷的方法。件內部或表面缺陷的方法。 超聲波檢測超聲波檢測是檢驗焊縫及其熱影響區內部是否是檢驗焊縫及其熱影響區內部是

4、否存在工藝缺陷的主要方法。存在工藝缺陷的主要方法。 超聲檢測超聲檢測 超聲波與被檢測工件相互作用，根據超聲波的超聲波與被檢測工件相互作用，根據超聲波的反射反射、透射透射和和散射散射的行為，對被檢工件進行的行為，對被檢工件進行缺陷檢缺陷檢測測、幾何特性測量幾何特性測量、組織結構組織結構和和力學性能力學性能變化的檢變化的檢測和表征，并進而對其應用性進行評價。測和表征，并進而對其應用性進行評價。最為廣泛應用的方法之一。最為廣泛應用的方法之一。優點優點 材料種類不限；檢測厚度大；適用復雜工件材料種類不限；檢測厚度大；適用復雜工件、不影響工件；對人體、環境無害；設備輕便、不影響工件；對人體、環境無害；設

5、備輕便，可現場檢測；結果可存儲；相比其他技術綜，可現場檢測；結果可存儲；相比其他技術綜合優勢強。合優勢強。局限性局限性 精確定性、定量表征有待深入研究；需用耦精確定性、定量表征有待深入研究；需用耦合劑對壓電換能器探頭進行耦合；對形狀復雜合劑對壓電換能器探頭進行耦合；對形狀復雜的工件有一定限制。的工件有一定限制。 超聲波探傷是超聲波探傷是目前應用十分廣泛目前應用十分廣泛的無損探傷手段。的無損探傷手段。它既可檢測材料表它既可檢測材料表面的缺陷，又可檢面的缺陷，又可檢測內部幾米深的缺測內部幾米深的缺陷，這是陷，這是x x光探傷光探傷所達不到的深度。所達不到的深度。 A型型超聲探傷超聲探傷反射波形反射

6、波形裂紋裂紋什么是超聲波？什么是超聲波？q超聲波是一種超出人聽覺范圍的振動機械能。超聲波是一種超出人聽覺范圍的振動機械能。q一般人的聽覺范圍不會超過一般人的聽覺范圍不會超過18.5KHz18.5KHz。q焊機的工作頻率為焊機的工作頻率為20KHz,30KHz20KHz,30KHz和和40KHz40KHz。超聲波簡介超聲波簡介1 1、人耳聽不見的聲音、人耳聽不見的聲音 超聲波和次聲波超聲波和次聲波 低于低于20Hz20Hz的聲波：次聲波的聲波：次聲波 高于高于20000 Hz20000 Hz的聲波：超聲波的聲波：超聲波 人耳能聽到的聲音的頻率在人耳能聽到的聲音的頻率在20 Hz20 Hz到到20

7、000Hz20000Hz之間之間 2 2、超聲波是彈性介質中的一種、超聲波是彈性介質中的一種機械波，機械波， 波動的物理實質是能量的傳遞過程。波動的物理實質是能量的傳遞過程。 超聲波檢測中實際所發出和接受的頻超聲波檢測中實際所發出和接受的頻率，一般為率，一般為0.5-25MHz0.5-25MHz，常用頻率為，常用頻率為0.5-10MHz0.5-10MHz； 金屬材料超聲檢測常用頻率為金屬材料超聲檢測常用頻率為1- 1-5MHz5MHz；其中；其中2-2.5MHz2-2.5MHz被推薦為焊縫被推薦為焊縫檢測的公稱頻率。檢測的公稱頻率。3.3.超聲波的特點超聲波的特點: : （1 1）超聲波在傳播

8、時，方向性強，能量易）超聲波在傳播時，方向性強，能量易于集中。于集中。 （2 2）超聲波能在各種不同媒質中傳播，且）超聲波能在各種不同媒質中傳播，且可傳播足夠遠的距離可傳播足夠遠的距離。 （3 3）超聲與傳聲媒質的相互作用適中，易）超聲與傳聲媒質的相互作用適中，易于攜帶有關傳聲媒質狀態的信息（診斷或對于攜帶有關傳聲媒質狀態的信息（診斷或對傳聲媒質產生效應。（治療）傳聲媒質產生效應。（治療） 4.4.超聲應用及一些超聲波儀器超聲應用及一些超聲波儀器 （1 1）應用）應用 超聲檢驗超聲檢驗 超聲處理超聲處理 基礎研究基礎研究 測厚、測距測厚、測距超聲成像技術超聲成像技術清洗清洗粉碎粉碎鉆孔鉆孔焊接

9、焊接聲納聲納 人們利用超聲波人們利用超聲波定向定向性好性好，在，在水中傳播距離遠水中傳播距離遠的的特點制成聲納，可以發現潛特點制成聲納，可以發現潛艇和魚群，還可以測繪海底艇和魚群，還可以測繪海底形狀。形狀。 超聲波診斷儀超聲波診斷儀超聲波可以超聲波可以成像成像。醫院。醫院利用利用 B B 型超聲波型超聲波診斷儀做診斷儀做胃部、腹部檢查，還可以觀胃部、腹部檢查，還可以觀察胎兒的發育情況。察胎兒的發育情況。 超聲波儀器超聲波儀器超聲波速度測定器超聲波速度測定器 利用超聲波的利用超聲波的多普勒多普勒效應效應制成速度測定器，測定制成速度測定器，測定車輛的速度。車輛的速度。 超聲波焊接超聲波焊接超聲波還

10、能使塑料膜超聲波還能使塑料膜之間摩擦生熱，粘合在一之間摩擦生熱，粘合在一起，制成超聲波焊接器。起，制成超聲波焊接器。 1 1、在超聲波探傷中，超聲波是從哪里來、在超聲波探傷中，超聲波是從哪里來的？又是怎樣產生的？的？又是怎樣產生的？ 2 2、由于零件形狀及缺陷位置多樣性，、由于零件形狀及缺陷位置多樣性，實際超聲波探傷怎樣滿足這些要求呢？實際超聲波探傷怎樣滿足這些要求呢？超聲檢測設備和器材包括超聲檢測設備和器材包括超聲波檢測儀、探頭、超聲波檢測儀、探頭、試塊、試塊、 耦合劑和機械掃查裝置耦合劑和機械掃查裝置等。等。 超聲檢測儀和探頭對超聲檢測系統的性能起著關鍵性的超聲檢測儀和探頭對超聲檢測系統的

11、性能起著關鍵性的作用，是產生超聲波并對經材料中傳播后的超聲波信號進行作用，是產生超聲波并對經材料中傳播后的超聲波信號進行接收、處理、顯示的部分。接收、處理、顯示的部分。 這些設備組成一個綜合的超聲檢測系統，系統的總體性這些設備組成一個綜合的超聲檢測系統，系統的總體性能不僅受到各個分設備的影響，還在很大程度上取決于它們能不僅受到各個分設備的影響，還在很大程度上取決于它們之間的配合。之間的配合。 隨著工業生產自動化程度的提高，對檢測的可靠性、速隨著工業生產自動化程度的提高，對檢測的可靠性、速度提出了更高的要求，以往的手工檢測越來越多地被自動檢度提出了更高的要求，以往的手工檢測越來越多地被自動檢測系

12、統取代測系統取代。 超聲檢測設備和器材超聲檢測設備和器材 超聲波探傷設備一般由超聲波探傷儀、探頭和試超聲波探傷設備一般由超聲波探傷儀、探頭和試塊組成。塊組成。是按一定用途設計制作的具有簡單幾何形狀人是按一定用途設計制作的具有簡單幾何形狀人工反射體的試件。主要用來確定檢測靈敏度和判定工反射體的試件。主要用來確定檢測靈敏度和判定缺陷大小等缺陷大小等。第一部分第一部分超聲波探傷儀超聲波探傷儀超聲檢測儀是超聲檢測的主體設備其作用是：1 1、產生電振蕩并施加于換能器（探頭）上、產生電振蕩并施加于換能器（探頭）上，激勵探頭中的壓電晶片產生機械振動，激勵探頭中的壓電晶片產生機械振動，從而產生超聲波并發射出去

13、；，從而產生超聲波并發射出去；2 2、接收來自探頭的電信號，并將其放大后、接收來自探頭的電信號，并將其放大后以一定方式顯示出來。以一定方式顯示出來。超聲波探傷儀超聲波探傷儀 超聲波檢測按工作原理可分為脈沖反射法、超聲波檢測按工作原理可分為脈沖反射法、穿透法和共振法等；按缺陷顯示方法可分為穿透法和共振法等；按缺陷顯示方法可分為A A、B B、C C及及3D3D顯示法等；按聲耦合方式可分為直接接觸顯示法等；按聲耦合方式可分為直接接觸法和液浸法等。焊接接頭超聲波檢測應用最廣的法和液浸法等。焊接接頭超聲波檢測應用最廣的是直接接觸是直接接觸A A型脈沖反射式檢測法。型脈沖反射式檢測法。一、超聲波檢測原理

14、及應用范圍一、超聲波檢測原理及應用范圍按缺陷顯示方式分類：脈沖式檢測儀按回波信號按缺陷顯示方式分類：脈沖式檢測儀按回波信號的顯示方式又可分為的顯示方式又可分為: : A A型顯示型顯示 B B型顯示型顯示 C C型顯示型顯示A A型顯示型顯示是一種波形顯示，屏幕屏幕的橫坐標的橫坐標代表聲波的傳播時間代表聲波的傳播時間（或距離），（或距離），縱坐標縱坐標代表反射波的聲壓幅度。代表反射波的聲壓幅度。 圖中，圖中，T T表示發射脈沖，表示發射脈沖，F F表示來表示來自缺陷的回波，自缺陷的回波，B B表示底面回波。表示底面回波。A A型顯示的缺點：型顯示的缺點：難以判斷缺陷的幾何形狀，缺乏直觀性難以判

15、斷缺陷的幾何形狀，缺乏直觀性B B型顯示顯示型顯示顯示的是試件的一個二維截面圖屏幕縱坐標屏幕縱坐標代表探頭在探測面上沿一直線移動掃查的位置代表探頭在探測面上沿一直線移動掃查的位置橫坐標橫坐標是聲傳播的時間（或距離）是聲傳播的時間（或距離）該方式可以直觀地顯示出被探工件任一縱截面上缺陷的分布該方式可以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等信息及缺陷的深度等信息。C型顯示的是試件的一個平面投影圖探頭在試件表面做二維掃查，屏幕的二維坐標對應探頭的探頭在試件表面做二維掃查，屏幕的二維坐標對應探頭的掃查位置。掃查位置。該方式可形象地顯示工件內部缺陷的平面投影圖像，但不該方式可形象地顯示

16、工件內部缺陷的平面投影圖像，但不能顯示缺陷的深度。能顯示缺陷的深度。（一）（一） A A型顯示超聲波檢測原理型顯示超聲波檢測原理 當用單探頭（收發并用）探傷時，探頭受電脈沖激勵當用單探頭（收發并用）探傷時，探頭受電脈沖激勵發射出超聲波，聲波在工件中傳播到缺陷或底面就產生反發射出超聲波，聲波在工件中傳播到缺陷或底面就產生反射被探頭接收，并將超聲信號轉換成電信號經放大器放大射被探頭接收，并將超聲信號轉換成電信號經放大器放大后，在熒光平上以脈沖信號顯示出來。即后，在熒光平上以脈沖信號顯示出來。即A A型顯示。型顯示。 數字式超聲檢測儀為發射、接收電路的參數控制和接數字式超聲檢測儀為發射、接收電路的參

17、數控制和接收信號的處理、顯示均采用數字化方式的儀器。收信號的處理、顯示均采用數字化方式的儀器。 數字式超聲檢測儀的優勢與問題數字式超聲檢測儀的優勢與問題 優勢：優勢：方便超聲信號的存儲、記錄、再現，改變方便超聲信號的存儲、記錄、再現，改變了傳統超聲檢測缺乏永久記錄的缺點；了傳統超聲檢測缺乏永久記錄的缺點； 方便信號的分析和處理，可從接收的信號中得到方便信號的分析和處理，可從接收的信號中得到更多的量化信息；更多的量化信息； 顯示器不需要示波管，使儀器小型化；顯示器不需要示波管，使儀器小型化； 儀器參數的數字化控制使檢測參數可以存儲、檢儀器參數的數字化控制使檢測參數可以存儲、檢測過程的重現。測過程

18、的重現。 問題：問題：模模數轉換器的采樣頻率、數據長度、顯數轉換器的采樣頻率、數據長度、顯示器的分辨率、刷新速度等帶來的信號失真，可示器的分辨率、刷新速度等帶來的信號失真，可能對檢測信號的評價帶來一定的影響。能對檢測信號的評價帶來一定的影響。（二）超聲波檢測的應用范圍（二）超聲波檢測的應用范圍 超聲波檢測范圍應用很廣，可用于超聲波檢測范圍應用很廣，可用于坯材坯材、型材型材、焊焊縫縫等的檢測。等的檢測。 焊接接頭超聲波檢測的執行標準是焊接接頭超聲波檢測的執行標準是GB/T 11345-GB/T 11345-20052005鋼焊縫手工超聲波傷方法和探傷結果分級鋼焊縫手工超聲波傷方法和探傷結果分級。標。標準規定：凡母材不小于準規定：凡母材不小于8mm8mm