超声波探伤操作手册

一.参考国标
由于目前的通用标准只有钢材,故而执行标准时,仅能参考中国国家标准GB/T2970-1991,
GB/T6402-1991.

二.铜材超声波探伤设定:
1. HS600型数字式探伤仪:
①设定程序:
Ⅰ.依工件厚度安装合适之探头,开机后,将探头放置于被检验工件上,按参数键可出现
一个参数栏目,声阻抗匹配选用500Ω即可,以铜材而言,无须再变更.
Ⅱ.频段选择于新机时已选定不必再修改.
Ⅲ.其他数据设定值(厚度,声速,增益)因材质不同而有异,请对照(参数表).
Ⅳ.其他操作流程,详见(使用说明书).
②参数表:
见附表一.

2. CTS-23型模拟式探伤仪:
①设定程序:
Ⅰ.依工件厚度安装合适之探头,开机后,
⑴薄板,调整一发一收的工作方式和扫描量程,再按(参数表)调整衰减器dB数,直到
检验灵敏度符合定义.
注:个别材料因不明原因,拉不出底波.
⑵中厚板,调整单发收的工作方式和扫描量程,根据缺陷试块调整衰减器,使ф2平底
孔缺陷波达到纵轴的50%,依该灵敏度dB数对工件进行探伤检验.
Ⅱ.其他操作与数字型雷同.
②参数表:
除增益数外,可参照附表一.

三.校准:
参照教科书，省略。

四.铜材探伤经验:
1.板厚与探头:
2.厚板:
3.薄板:
4.频率之影响:
⑴理论上而言,同一工件,采用高的探测频率.脉冲变窄,故盲区减少,发现近表面缺陷的
能力和对相邻缺陷的分辨能力均提高.但若工件表面粗糙,高频易在表面产生强烈漫
射损耗,使入射声能减小,检测灵敏度反而下降.
⑵盲区与探头频率:铜厚不会影响近表面盲区,仅与频率有关.
5.新手检测须注意,探头移动速度须在150mm/s以下.
6.由于直探头存在近表面盲区现象,唯有采取双面探测方法来排除盲区问题.

五.现象说明:
1.第1.2次底波很清楚,有第二次回波但无第一次回波.
①轧制拉拔工件,愈靠近两侧内应力愈大,第一次回波小甚至没有,只见到第二次回波且
纵向连续出现.
②同样波形,在工件中间单点位置出现,应是晶粒界面散射.
③同样波形,在靠近工件侧壁时出现,此为侧壁的迟到波,没有关系.

2.≤20mm薄板,缺陷波才有叠加效应.

3.当工件中缺陷大于声束直径(探头直径)时,底波消失.

六.已知标本缺陷之探伤波形图:
典型缺陷有气孔,渣孔,裂纹,非金属夹杂物,针孔(疏松)等.另有粗晶第二相,偏析现象.
参照(超声波波形图册)
1.气孔:
①高致密的铜材,一般无明显草状波,缺陷回波既窄且高,波长常代表缺陷尺寸.
②致密性较差的铜,草状波也较厉害.

2.渣孔:
渣孔是种大型的非金属夹杂,其缺陷回波与气孔波形十分雷同,但伴随许多宽的草状波.

3.裂纹:
①种类:
⑴轴心晶间裂纹:多见于奥氏体钢,高合金钢的钢锭中心,热裂纹沿晶界呈曲线分布,尺
寸大于夹杂物.
⑵过热和过烧产生的粗大组织和脆性开裂,大多始于工件表面.
⑶重皮:热加工时将坯锭表面氧化皮或凸出部位压入金属形成折叠,也是变形不当的裂
纹.
②热裂纹起因:
锻造或热处理不当,工件内外温度梯度过大,截面尺寸形变量剧烈等均会产生热裂纹,
常出现于锻件心部或截面变化处.
③探伤现象:
呈气孔波形,移动探头时,于曲线位置连续出现回波.

4.针孔(疏松):
以2#纯铜为例,
①现象:
Ⅰ.在凝固前铜水中气体来不及排出和金属冷却收缩,形成了针孔和不致密性,在热加工
时锻压比又不足,金属组织未揉合而存在于铜材中,多出现于锭中心与头部.呈区域性
弥散分布的针孔群,肉眼看即为麻点群.Ⅱ.于机加工抛光后可见到.
②波形:草状波较宽.
Ⅰ.第2次波高不衰减,反暴增,高达将近45%波高.
Ⅱ.a.不衰减也未增高.b.稍有衰减,单个或数个主回波16-28%波高,但第1,2次波在
相同位置,草状波形皆相连.

5.夹杂物:
①.来源:
Ⅰ.非金属夹杂物:
a.尺寸较小者:脱氧剂,合金元素,气体生成之反应物.
b.尺寸较大者:炉壁耐火材料,杂质.
Ⅱ.金属夹杂物:
通常为中间合金添加过多或尺寸较大所致,或浇注时金属飞溅或异型金属落入铸模
未熔化而形成.
②.以铜种区分:
Ⅰ.2#纯铜:
a.现象:须在放电后才可见到麻点.此为小型的非金属夹杂物.
b.波形:类似针孔(疏松)波形图.
Ⅱ.以铬青铜为例(2#纯铜相同):
a.现象:多为大型的非金属夹杂物(杂质),放电后呈表面蛇纹或月球表面坑洞不规
则分布.
b.波形:草状波相连或很宽,波高12%,缺陷波则约20%-30%波高.
③.以高铍铜为例:
a.现象:灰白的麻点弥散分布,须镜面抛光可见.此氧化物为极小的非金属夹杂物.
b.波形:类似针孔(疏松)波形图.

七.可使用但散射严重的高含量多晶体合金.
以CG#高铍铜为典型范例.
1.合金的波形较之纯金属,由于多晶体金属的非均匀性,成因复杂得多.
2.工艺为自由锻
①圆棒:波形较为漂亮.
②板料:
Ⅰ.四个角落,易有晶粒粗大的现象.
Ⅱ.中心,在锻压比不足时,也会粗晶.
3.热处理:
固熔为α相组织,但时效后,γ相铍原子析出,由于多晶体晶界之不规则,引起严重的瑞
利散射.
第二相之瑞利散射,由于伴有波形转换,故无典型波形样本.
4.波形:
异常波形但可使用,参考(波形图册)
①以γ相铍为主的瑞利散射,如图A.
②粗晶波形,如图B.