實(shí)施超聲探傷時(shí)應(yīng)如何選擇超聲波探頭？

超聲波探傷中，超聲波的發(fā)射和接收都是通過探頭來實(shí)現(xiàn)的。探頭的種類很多，結(jié)構(gòu)型式也不一樣。探傷前應(yīng)根據(jù)被檢對象的形狀、衰減和技術(shù)要求來選擇探頭。探頭的選擇包括探頭型式、頻率、晶片尺寸和斜探頭K值的選擇等。

1.探頭型式的選擇

常用的探頭型式有縱波直探頭、橫波斜探頭表面波探頭、雙晶探頭、聚焦探頭等。一般根據(jù)工件的形狀和可能出現(xiàn)缺陷的部位、方向等條件來選擇探頭的型式，使聲束軸線盡量與缺陷垂直。

縱波直探頭只能發(fā)射和接收縱波，束軸線垂直于探測面，主要用于探測與探測面平行的缺陷，如鍛件、鋼板中的夾層、折疊等缺陷。

橫波斜探頭是通過波形轉(zhuǎn)換來實(shí)現(xiàn)橫波探傷的。主要用于探測與深測面垂直或成一定角的缺陷。如焊縫生中的未焊透、夾渣、未溶合等缺陷。

表面超聲波探頭用于探測工件表面缺陷，雙晶探頭用于探測工件近表面缺陷。聚焦探頭用于水浸探測管材或板材。

2.探頭頻率的選擇

超聲波探傷頻率在O.5～10MHz之間，選擇范圍大。一般選擇頻率時(shí)應(yīng)考慮以下因素：

(1)由于波的繞射，使超聲波探傷靈敏度約為，因此提高頻率，有利于發(fā)現(xiàn)更小的缺陷。

(2)頻率高，脈沖寬度小，分辨力高，有利于區(qū)分相鄰缺陷。

(3)可知，頻率高，波長短，則半擴(kuò)散角小，聲束指向性好，能量集中，有利于發(fā)現(xiàn)缺陷并對缺陷定位。

(4)可知，頻率高，波長短，近場區(qū)長度大，對探傷不利。

(5)可知，頻率增加，衰減急劇增加。

由以上分析可知，頻率的離低對探傷有較大的影響。頻率高，靈敏度和分辨力高，指向性好，對探傷有利。但頻率高，近場區(qū)長度大，衰減大，又對探傷不利。實(shí)際探傷中要全面分析考慮各方面的因索，合理選擇頻率。一般在保證探傷靈敏度的前提下盡可能選用較低的頻率。

對于晶粒較細(xì)的鍛件、軋制件和焊接件等，一般選用較高的頻率，長用2.5～5.0MHz。對晶粒較粗大的鑄件、奧氏體鋼等宜選用較低的頻率，常用O.5～2.5MHz。如果頻率過高，就會(huì)引起嚴(yán)重衰減，示波屏上出現(xiàn)林狀回波，信噪比下降，甚至無法探傷。

3.探頭晶片尺寸的選擇中科樸道超聲波探傷儀

探頭圓晶片尺寸一般為φ10～φ30mm，晶片大小對探傷也有一定的影響，選擇晶片尺寸時(shí)要考慮以下因素：

(l)可知，晶片尺寸增加，半擴(kuò)散角減少，波束指向性變好，超聲波能量集中，對探傷有利。

(2)由N=等可知，晶片尺寸增加，近場區(qū)長度迅速增加，對探傷不利。

(3)晶片尺寸大，輻射的超聲波能量大，探頭未擴(kuò)散區(qū)掃查范圍大，遠(yuǎn)距離掃查范圍相對變小，發(fā)現(xiàn)遠(yuǎn)距離缺陷能力增強(qiáng)。

以上分析說明晶片大小對聲柬指向性，近場區(qū)長度、近距離掃查范圍和遠(yuǎn)距離缺陷檢出能力有較大的影響。實(shí)際探傷中，探傷面積范圍大的工件時(shí)，為了提高探傷效率宜選用大晶片探頭。探傷厚度大的工件時(shí)，為了有效地發(fā)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的缺陷宜選用大晶片探頭。探傷小型工件時(shí)，為了提高缺陷定位定量精度宜選用小晶片探頭。探傷表面不太平整，曲率較大的工件時(shí)，為了減少耦合損失宜選用小晶片探頭。

4.橫渡斜探頭K值的選擇

在橫波探傷中，探頭的K值對探傷靈敏度、聲束軸線的方向，一次波的聲程(入射點(diǎn)至底面反射點(diǎn)的距離)有較大的影響。