无损检测是工业发展必不可少的有效工具，无损探伤技术是检测压力容器焊缝及各类金属结果焊缝内部缺陷的主要手段，在一定程度上反应了一个国家的工业发展水平。无损检测是指利用声、光、磁和电等特性，在不损害或不影响被检对象使用性能的前提下，检测被检对象中是否存在缺陷或不均匀性，给出缺陷的大小、位置、性质和数量等信息，进而判定被检对象所处技术状态（如合格与否、剩余寿命等）的所有技术手段的总称，主要应用于金属材料制造的机械、器件等的原材料、零部件和焊缝，也可用于玻璃等其它制品。
一、超声波检测定义
超声波检测是根据超声波在材料中传播至界面时发生反射、散射或使透过的能量下降等物理现象，对试件进行宏观缺陷检测、几何特性测量、组织结果和力学性能变化的检测和表征，并进而对其特定应用性进行评价的技术。
二、超声波检测原理
超声波是频率高于20KHz的机械波。在超声探伤中常用的频率为0.5-5兆赫。超声波在材料中能以一定的速度和方向传播，遇到声阻抗不同的异质界面（如缺陷或被测物件的底面等）就会产生反射。因此，超声波可用于无损探伤，最常用的是脉冲回波探伤法探伤，将脉冲振荡器发出的电压加在探头上（用压电陶瓷或石英晶片制成的探测元件），探头发出的超声波脉冲通过声耦合介质（如机油或水等）进入材料并在其中传播，遇到缺陷后，部分反射能量沿原途径返回探头，探头又将其转变为电脉冲，经仪器放大而显示在示波管的荧光屏上。根据缺陷反射波在荧光屏上的位置和幅度（与参考试块中人工缺陷的反射波幅度作比较），即可测定缺陷的位置和大致尺寸。
三、超声波检测的特点
超声波具有良好的指向性，在介质中传播过程中，会发生衰减和散射，在异种介质的界面上将产生反射、折射和波型转换。利用这些特性，可以获得从缺陷界面反射回来的反射波，从而达到探测缺陷的目的。超声波的能量高，且在固体中的传输时能量损失很小，探测深度大，由于超声波在异质界面上会发生反射、折射等现象，尤其是不能通过气体固体界面。如果金属中有气孔、裂纹、分层等缺陷（缺陷中有气体）或夹杂，超声波传播到金属与缺陷的界面处时，就会全部或部分反射。反射回来的超声波被探头接收，通过仪器内部的电路处理，在仪器的荧光屏上就会显示出不同高度和有一定间距的波形。可以根据波形的变化特征判断缺陷在工件重的深度、位置和形状。因此超声波探伤具有检测厚度大、灵敏度高、速度快、成本低和对人体无害等优点，且能对缺陷进行定位和定量，但超声波探伤对缺陷的显示不直观，探伤技术难度大，容易受到主客观因素影响，以及探伤结果不便于保存，超声波检测对工作表面要求平滑，要求富有经验的检验人员才能辨别缺陷种类、适合于厚度较大的零件检验，使超声波探伤也具有其局限性。
四、超声检测的方法
1、按原理分类
a、脉冲反射法
超声波探头发射脉冲波到被检试件内，根据反射波的情况来检测试件缺陷的方法，称为脉冲反射法。脉冲反射法包括缺陷回波法、底波高度法和多次底波法。
b、穿透法
穿透法是依据脉冲波或连续波穿透试件之后的能量变化来判断缺陷情况的一种方法。穿透法常采用两个探头，一收一发，分别放置在试件的两侧进行探测。
c、共振法
若声波（频率可调的连续波）在被检工件内传播，当试件的厚度为超声波的半波长的整数倍时，将引起共振，仪器显示出共振频率。当试件内存在缺陷或工件厚度发生变化时，将改变试件的共振频率，依据试件的共振频率特性，来判断缺陷情况和工件厚度变化情况的方法称为共振法。共振法常用于试件测厚。
2、按波形分类
a、纵波法
使用直探头发射纵波进行探伤的方法，称为纵波法。包括：单晶探头反射法、双晶探头反射法和穿透法。此法主要用于铸造、锻压、轧材及其制品的探伤，该法对与探测面平行的缺陷检出效果最佳。由于盲区和分辨力的限制，其中反射法只能发现试件内部离探测面一定距离以外的缺陷。在同一介质中传播时，纵波速度大于其它波型的速度，穿透能力强，晶界反射或散射的敏感性较差，所以可探测工件的厚度是所有波型中最大的，而且可用于粗晶材料的探伤。
b、横波法
将纵波通过楔块、水等介质倾斜入射至试件探测面，利用波型转换得到横波进行探伤的方法，称为横波法。由于透入试件的横波束与探测面成锐角，所以又称斜射法。此法主要用于管材、焊缝的探伤；其它试件探伤时，则作为一种有效的辅助手段，用以发现垂直法不易发现的缺陷。
c、表面波法
使用表面波进行检测的方法，称为表面波法。此法主要用于表面光滑的试件。表面波波长很短，衰减很大。同时，它仅沿表面传播，对于表面上的复层、油污、不光洁等，反应敏感，并被大量地衰减。利用此特点可通过手沾油在声束传播方向上进行触摸并观察缺陷回波高度的变化，对缺陷定位。
d、板波法
使用板波进行探伤的方法，称为板波法。主要用于薄板、薄壁管等形状简单的试件探伤。探伤时板波充塞于整个试件，可以发现内部和表面的缺陷。
e、爬波法
爬波是指表明下的纵波，它是当第一介质中的纵波入射角位于第一临界角附近时在第二介质中产生的表明下横波，这种表面下纵波不是纯粹的纵波，还有折射波。爬波对于检测表明比较粗糙的工件表面缺陷，灵敏度分辨率比表面波高。
3、按探头数目分类
a、单探头法
使用一个探头兼作发射和接收超声波的探伤方法称为单探头法。对于与波束轴线垂直的片状缺陷和立体缺陷的检测效果好，与波束轴线平行的片状缺陷则难以检出。
b、双探头法
使用两个探头（一个发射，一个接收）进行探伤的方法称为双探头法，主要用于发现单探头难以检出的缺陷。方法：并列式、交叉式、V型串列式、K型串列式、串列式等。
c、多探头法
使用两个以上的探头成对地组合在一起进行探伤的方法，称为多探头法。例如：相控阵检测方法
4、按探头接触方法分类
a、直接接触法
探头与试件探测面之间，涂有很薄的耦合剂层，此法称为直接接触法。其特征是探伤图形较简单，判断容易，检出缺陷灵敏度高，操作方法简单，但对被测试件探测面的粗糙度要求较高。
b、液浸法
将探头和工件浸于液体中以液体作耦合剂进行探伤的方法，称为液浸法。耦合剂可以是油，也可以是水。液浸法适用于表面粗糙的试件，探头也不易磨损，耦合稳定，探测结果重复性好，便于实现自动化探伤。液浸法分为全浸没式和局部浸没式（喷液式、通水式、满溢式）。
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