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1、爬坡檢測技術(shù)1概述爬波,其名稱涵義出自德國1898年的專利。超聲爬波探頭用于產(chǎn)生折射角為90°的壓縮波(縱波),對于表面粗糙度不敏感,這種探頭對檢測奧氏體粗晶材料表面和近表面缺陷特別有效。2傳統(tǒng)表面缺陷無損檢測技術(shù)的優(yōu)缺點在表面檢驗中,常規(guī)的無損檢測方法是磁粉檢驗、滲透檢驗、渦流檢驗。滲透法不受工件幾何形狀和尺寸大小的限制,操作簡便,費用少,可檢測除表面多孔材料以外的幾乎所有材料,但要求表面光潔度高,表面粗糙時會掩蓋細(xì)小分散的缺陷,對于嚴(yán)重磨損的工件表面難以發(fā)揮作用;磁粉法顯示直觀,具有很高的檢測靈敏度,檢測的最小裂紋寬度可達(dá)0.1um,檢測速度快、工藝簡單,但只適合鐵磁材料的
2、檢驗,在檢測焊接接頭焊趾部位的缺陷也存在困難,檢測后常需退磁或清洗,而且工件表面不得有油脂或其他粘附磁粉的物質(zhì);渦流法使用范圍廣,不需要耦合劑,適用于在高溫下對工件進(jìn)行檢測,但是只適合導(dǎo)電材料,而且干擾因素多,需要特殊的信號處理,對形狀復(fù)雜的零件檢測效率較低。對于表面下裂紋,滲透法無能為力,磁粉法根據(jù)所采用的檢驗方法、電流類型以及缺陷的特性,可探測表面下埋深一般不超過1mm～2mm的裂紋。另外,這幾種方法也只能定性地檢測出裂紋缺陷,而不能比較準(zhǔn)確的定量確定裂紋的深度。在這種情況下,超聲檢測就發(fā)揮不出作用。對于表面開口裂紋的檢測可以采用瑞利波和蘭姆波。如果在材料中的聲損失可以忽略
3、,瑞利波可以沿光滑固體表面無衰減地以恒速(瑞利波速)傳播,然而利波聲能量僅集中在表面以下一個波長的范圍(發(fā)射頻率為4MHz時,大約0.75mm),當(dāng)深度達(dá)到兩個波長時,其波幅降至最大波幅的0.37倍,果工件表面粗糙(例如存在焊縫余高,飛濺等),可阻止瑞利波的傳播,造成誤檢。蘭姆波只適合幾個長厚板材的檢驗,采取兩種基本傳播形式;對稱式反對稱式,產(chǎn)生何種形式取決于入射角、發(fā)射頻率被檢工件的彈性性能。在高頻的情況下,容易產(chǎn)生合模式,發(fā)生頻散現(xiàn)象,導(dǎo)致回波信號在探傷儀上法辨認(rèn)。2 爬波的產(chǎn)生及爬波探頭2.1 爬波的產(chǎn)生實驗研究爬波最早是由Harbold和Steinberg進(jìn)行,Grub
4、er等利用環(huán)向爬波來估測孔洞的直徑。當(dāng)斜探頭以第一臨界角(在有機(jī)玻璃鋼界面,約為27°)入射時,縱波以平行于界面沿表面下傳播,為了與體縱波和橫波區(qū)別,把橫波和縱波疊加后能量最集中的前沿稱為縱爬波,簡稱爬波。爬波的產(chǎn)生是利用超聲波傳播到兩種異質(zhì)界面處發(fā)生的波形轉(zhuǎn)變。根據(jù)超聲波的傳播特性,當(dāng)超聲波從一種介質(zhì)傳播到另一種介質(zhì)界面時,垂直入射時,只有反射和透射;傾斜入射時,除反射外,透射波還會發(fā)生折射現(xiàn)
