距离-波幅曲线的制作与焊缝探伤.doc

实验六横波距离—波幅曲线的制作与焊缝探伤

一、实验目的
1、掌握横波斜探头入射点、K值(或折射角)的测试方法。
2、掌握按深度或水平距离调节横波扫描速度的方法。
3、掌握横波探伤时灵敏度的调节方法。
4、掌握横波距离－波幅曲线的测试方法。
5、掌握中厚板对接焊缝探伤时缺陷定位和定量方法。

二、原理
1、横波声场与距离－波幅曲线
目前探伤中广泛应用的横波是通过波型转换得到的，整个声场实际上由斜楔中的纵波声场和工件中的横波声场组成。为了便于讨论和计算，引进了假想波源，横波声场是由假想波源发射出来的。假想波源发射的横波声场声压分布类似于纵波声场，同样存在近场区、远场区和半扩散角，只是在入射平面内半扩散角不对称，θ上＞θ下。
由于横波声场的理论推导计算比较复杂。也不成熟，因此在焊缝横波探伤中常利用距离－波幅曲线来对缺陷定量和评价焊缝的质量级别。距离－波幅曲线是描述某一特定规则反射体的回波高度随距离变化的曲线。AVG曲线簇中的任意一条曲线就是距离－波幅曲线。

距离－波幅曲线可以通过试块实测得到,也可出通用AVG曲线或理论计算公式得到，但后两种方法只适用于χ≥3N的情况，而焊缝探伤中往往是在χ＜3N以内，因此焊缝探伤用的距离－波幅曲线一般是在试块上实测得到的。JB1152—81标准规定用CSK—ⅡA或CSK—ⅢA试块实测距离—波幅曲线。
JBll52-81标准规定的距离－波幅曲线如图6.1所示。曲线由定量线、测长线和判废线组成。测长线与定量线之间为I区，定量线与判废线之间(含定量线)为Ⅱ区，判废线以上(含判废线)为Ⅲ区。
定量线、测长线、判废线之间的距离与板厚和所用试块有关，具体根据表6.1确定。

表6.1距离－波幅曲线的灵敏度
试块型式板厚（mm）测长线定量线判废线CSK—ⅡA8--46Φ2×40-18dBΦ2×40-12dBΦ2×40-4dB>46—120Φ2×40-14dBΦ2×40-8dBΦ2×40+2dBCSK—ⅢA8—15Φ1×6-12dBΦ1×6-6dBΦ1×6+2dB>15—46Φ1×6-9dBΦ1×6-3dBΦ1×6+5dB>46—120Φ1×6-6dBΦ1×6dBΦ1×6+10dB2、斜探头的入射点和K值(或折射角)
斜探头的入射点是指探头发射的声束轴线与探头楔块底面的交点。入射点至探头前沿的距离为斜探头前沿长度。
斜探头的折射角是指工件中横波折射角βs，横波折射角的正切称为探头的K值。即K=tgβs。
3、扫描速度和灵敏度
调节横波扫描速度有三种方法：声程法、深度法和水平距离法。在焊缝探伤中常用深度法和水平距离法。当板厚T≥200mm时，一般采用深度法，当板厚T＜20mm时，一般采用水平距离法。
深度法是调节仪器使示波屏上水平刻度值与反射体的深度成比例，仪器直接显示反射体的深度。水平距离法是调节仪器使示波屏上水平刻度值与反射体的水平距离成比例，仪器直接显示反射体至入射点的水平距离。
焊缝探伤中规定探伤灵敏度不低于测长线。
4、缺陷定位和定量
(1)定位
①当仪器按深度1:1调节扫描速度，缺陷波前沿所对的刻度值为τf时：
若τf≤T，说明此缺陷是一次波发现的，则缺陷的深度df，和水平距离lf为：
(6.1)
若T＜τf≤2T，说明此缺陷是二次波发现的，则：
(6.2)
②当仪器按水平1:l调节扫描速度，缺陷波前沿所对的刻度值为τf时：若τf≤KT，说明此缺陷是一次波发现的，则：
(6.3)
若KT＜τf≤2KT，说明此缺陷是二次波发现的，则：
(6.4)
(2)定量：在焊缝探伤中，对位于定量或定量线以上的缺陷要进行波幅和指示长度的测定。
首先找到缺陷波的最高回波，测出它与基准波高的dB差。然后测其指示长度。
当缺陷波只有一个高点时，用半波高度法(6dB)测其指示长度。
当缺陷波有多个高点时，若缺陷端部波高在I区，则用端点半波高度法测其指示长度；若缺陷端部波高于I区，则用绝对灵敏度法测其指示长度，测长灵敏度为测长线。最后根据验收标准对焊缝进行评级。

三、实验用品
1、仪器：CTS—22型或CTS—26型。
2、探头：2.5P12×12K2或2.5P14K2探头。
3、试块：CSK—IA、CSK—IA或CSK－Ⅲ试块。
4、耦合剂：甘油、机油或浆糊。
5、带缺陷的对接焊缝试样，T=20或30mm。

四、实验内容与步骤
设焊缝试样T=30mm，采用CSK-ⅢA试块。
1、距离－波幅曲线的测试
(1)调节仪器，使时基扫描线清晰明亮．并与水平刻度线重合。[抑制至]“0”。
(2)测定探头的入射点和K值：探头置于CSK—IA试块上，对准R100圆弧面，平行移动探头，找到最高回波，这时试块上R100圆心正对的楔块底面上的点就是入射点，用铅笔作好标记，并量出探头的前沿长度l0。然后将探头对准φ50(或φ1.5)，找到最