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1、焊接无损检测 哈工大 威海 焊接教研室贺文雄 1 检测方法 常规检测方法 射线 超声 涡流 磁力 渗透表面方法 渗透 磁粉 涡流 以检验工件表面以及近表面缺陷 内部方法 射线 超声 以发现工件内部的缺陷 2 射线检测 3 定义 射线检测是利用射线可穿透物质和在物质中有衰减的特性来发现缺陷的一种探伤方法 分类X射线 波长0 001 1nm 射线 波长0 0003 0 1nm高能射线 定义与分类 4 射线的获得及基本性质 X射线的产生 阴极加热 电子发射 电场加速 撞击阳极靶 X射线 5 X射线的性质 不可见不带电可穿透不透明的物质能使底片感光有反射 折射 干涉现象使某些物质产生光电效应生物效应
2、射线的获得及性质 6 射线 射线的产生放射性同位素的原子核衰变半衰期T 0 693 年 衰变常数例 Co60 0 131 年T 5 3年 射线的性质与特点与X射线相似波长比X射线短穿透力 Co60 铜250mm 铝350mm 钢300mm 射线的获得及性质 7 高能x射线 定义 能量 100万电子伏特的X射线产生 电子回旋加速器等性质 焦点小特点穿透力大 能量大 吸收 50 60 变成热能 转换效率高散热问题小 射线的获得及性质 8 射线照相用设备 X射线探伤机组成 射线检测设备 9 X射线检测设备 射线检测设备 10 射线探伤机 射线检测设备 11 射线与物质的相互作用 射线探伤原理及方法
3、入射光子能量h 0 12 衰减定律 Jd J0e d 单色平行射线 d 物质厚度 衰减系数 K 3Z3 K 系数 决定于比重 波长Z 原子序数 吸收系数 散射系数 软射线 波长较长 要比硬射线 波长较短 易被材料吸收 射线探伤原理及方法 13 射线照相法探伤原理 原理衰减规律光化作用内部信息获取强度不同的射线场探测并记录这个场信息 14 胶片纪录载体暗盒防止曝光增感屏增感系数 曝光量的比值 K 无 有荧光增感屏 产生荧光 增感系数大 金属增感屏 二次电子和金属标识射线 增感系数小 晶粒细小 射线检测设备 射线照相法探伤原理 15 象质计 16 几何不清晰度影响 17 射线照相法探伤工艺 透照规
4、范包括 透照布置 透照基本参数 透照辅助措施和透照设备与器材管电压材料的吸收系数 穿透厚度 照相灵敏度选择原则焦距几何不清晰度的要求适当的射线强度 均匀的透照范围曝光量透照时间 管电流 mA min 18 曝光曲线 实验确定的有关透照规范数据的一组曲线应用说明 根据板厚由曝光曲线确定管电压 曝光量 19 焊缝的射线检测 应熟悉焊接工艺 了解可能出现的缺陷类型和部位选择合理的透照方位 以得到最大的缺陷检出率管子透照问题 单壁单投影 双壁双投影 双壁双投影圆周透照的重叠问题 20 射线照相底片 21 射线探伤的缺陷识别 焊缝缺陷裂纹 在底片上呈直线且略成波纹状 二头尖细 中间稍宽 纵向 横向裂纹
5、未焊透 焊缝影响中心呈现一条黑度较大的细长直线 气孔 在底片上多呈现为圆形或椭圆形的黑点 其中心黑度较大 边界黑度较小 分散气孔 密集气孔 单个气孔等 夹渣 焊缝内部的非金属残留物 在底片上是一些黑度不均匀 形状不规则的点状 条状或块状黑影 夹钨 钨的密度比铁大 呈白点 22 典型缺陷图片 23 24 气孔和夹渣 夹钨 25 典型缺陷图片 26 27 28 射线检测应用 29 射线检测应用 30 射线检测应用 31 射线检测应用 32 实时成像检测方法 快速检测动态检测数字图像 A D转换 计算机管理图像处理 33 典型系统 34 实时成像系统 35 环焊缝实时成像检测 36 实时成像控制系统
6、 37 CT检测方法 ComputerTomography真正的二维图像可实现三维检测 38 射线源X射线 射线探测器机械装置 步进 旋转 计算机重建 CT检测原理 39 40 41 CT应用 42 43 44 CT应用 45 超声检测 46 2020 4 4 47 定义及特点 定义物体中的传播 反射和衰减最重要的检验技术之一优点 灵敏度高 设备轻巧 操作方便 检测速度快 成本低 无害 易于实现自动化缺点 缺陷定性 定量困难 一般无检测记录 受人的影响因素较大 发展 超声成像 自动检测技术 计算机信号处理与分析识别技术 48 基本概念 机械波 水波 声波 超声波 次声波20KHz无损检测1 5
7、MHz 49 超声波的产生与接收 超声波的产生压电效应正压电效应逆压电效应 超声检测基础 50 超声波探头的组成 晶片 钛酸钡 钛酸铅等吸收块 吸收杂波 阻尼停振作用电感 提高发射效率保护膜 软膜 硬模 超声检测基础 51 超声波检测的基础 超声波的发射与接收 高频电压 探头 耦合 超声发射 异质界面 反射回波 探头 信号 超声检测基础 52 超声波的波型 纵波L定义 波的传播方向与质点振动方向相一致的振动波在固体 液体和气体中传播产生和接收比较容易 超声检测基础 53 超声波的波型 横波S定义 质点的振动方向垂直于波的传播方向的振动波只能在固体中传播靠波型转换才能得到横波 超声检测基础 54
8、 超声波的声场特性 半扩散角 arcsin1 22 D近场区长度N N D2 4 未扩散区b b 1 64N 超声检测基础 55 超声波的声场特性 超声检测基础 56 D 6 D 6 7 超声波的声场特性 超声检测基础 57 超声波的声场特性 超声检测基础 58 超声波的声场特性 超声检测基础 59 超声波的特点 具有良好的指向性直线性直线传播 类似于光波 符合光学定律声速为常数 固定介质 由传播时间可求得传播距离t 束射性 定向辐射 能在弹性介质中传播真空空气可视为真空 超声检测基础 60 I II CL1 CL1 L1 入射角 反射角 同介质中 CL2 CL1 L又 CS2 CL2 S 纵
9、波斜入射 波形转换 超声检测基础 61 超声波的绕射 超声波的绕射定义 波在传播过程中遇到障碍物时 能绕过障碍物的边缘继续前进的现象 称为波的绕射 波的重要特征之一 绕射现象 其本领取决于障碍物的尺寸Df和波长 的相对大小 Df 只反射 无绕射Df 既反射有绕射 超声检测基础 62 超声波的衰减 超声波的衰减超声波在通过介质后 其强度发生减弱 这种现象称为 原因晶界反射 折射 反射 波型转换吸收 声源激发产生的晶粒间的摩擦 吸收能量扩散 传播张角使得单位面积能量减弱 超声检测基础 63 超声波的衰减规律 衰减公式 J Jo e 2 sJo 入射强度s 距离 衰减系数 的影响因素 f晶粒度 不锈
10、钢的探伤问题 超声检测基础 64 超声波检测原理 发射超声波传播异质界面回波接收放大显示始波 伤波 底波 超声检测原理与设备 65 几种扫描方式 A扫描 点 B扫描 线 C扫描 面 超声检测原理与设备 66 典型设备 超声检测原理与设备 67 68 超声波探头 直探头结构与参数发射 接收纵波晶片直径 探头频率 超声检测原理与设备 69 超声波探头 斜探头结构与参数发射接收横波晶片直径 探头频率 折射角 斜率 超声检测原理与设备 70 超声波探头 超声检测原理与设备 71 检测的方式与耦合 检测方式单收单发 2个探头 穿透式探伤 串列式探伤 单收发 1个探头 反射式检测 双收发 二个探头 各自发
11、 收 耦合方式直接接触式 机油 甘油 水玻璃 工业浆糊等浸液式 局部 喷水全部 水浸槽 直接接触法超声波检测 72 常用检测方法 垂直入射 纵波 应用 缺陷与探测面平行的厚件检测如钢板 轴类 铸锻件等特点 一般有底波 直接接触法超声波检测 73 检测方法 直接接触法超声波检测 74 检测方法 斜入射 横波 应用 缺陷与探测面成一定角度的焊缝检测或其他部件检测特点 一般无底波 直接接触法超声波检测 75 检测方法 直接接触法超声波检测 76 扫描方式 直接接触法超声波检测 77 78 直探头定位 h伤 H工件 S伤屏 S底屏 扫描速度调节1 n hf n fhf 缺陷深度 n 比例 f 屏幕刻度
12、 缺陷定位与判别 79 斜探头定位 声程标定水平位置标定 投影位置 深度位置标定 缺陷定位与判别 80 81 反射体距入射点的水平距离 反射体距检测面的距离 埋藏深度位置 当b d时 t b 当d b 2d时 t 2d b 82 缺陷大小的判别 当量高度法应用 缺陷反射面声束脉冲消失法应用 回波变化大的情况 缺陷定位与判别 83 缺陷性质的判别 工况 材料 加工工艺等缺陷的大小 方向 位置波形特征识别法回波上升速度波根宽度波形包络回波下降速度 缺陷定位与判别 84 85 超声检测应用 86 87 88 B扫描成像 探头移动方式扫描结果应用 超声成像 89 C扫描成像 扫描方式 超声成像 90 C扫描检测系统框图 扫描机构 探头 试件 计算机 控制器 探伤仪 检测系统 超声成像 91 C扫描检测系统 超声成像 92 C扫描检测图像 超声成像 93 2020 4 4 94
