郝雁

摘 要 隨著化學(xué)工業(yè)的快速發(fā)展，對(duì)機(jī)械工業(yè)和設(shè)備及配件的要求越來越迫切。無檢檢驗(yàn)保證了設(shè)備運(yùn)行的安全，除了嚴(yán)格檢查材料是否符合合理要求，以避免出現(xiàn)缺陷。這樣可以防止由于缺陷而報(bào)廢零件、浪費(fèi)加工時(shí)間、影響生產(chǎn)周期，本文就毛坯鍛件超聲波探傷進(jìn)行闡述。

關(guān)鍵詞 毛坯面;超聲波探傷;鍛件

1常規(guī)超聲波探傷儀的基本結(jié)構(gòu)

超聲波傳感器的基本結(jié)構(gòu)傳感器包括同步電路、發(fā)射電路、接收電路、時(shí)基電路、顯示電源和換能器超聲電路同步：產(chǎn)生同步脈沖信號(hào)，使整個(gè)儀器協(xié)同工作，同步傳輸電路，時(shí)間電路和門電路。這樣，超聲回波脈沖可以穩(wěn)定地顯示在顯示器上。發(fā)射電路：產(chǎn)生高頻振蕩和脈沖超聲波的高壓脈沖激勵(lì)超聲換能器發(fā)生器。經(jīng)耦合層進(jìn)入電路接收的元件和材料接收電路：將超聲探頭通過壓電芯片接收到的微波超聲信號(hào)轉(zhuǎn)換為低電脈沖信號(hào)，經(jīng)接收電路放大后顯示在示波器上。常規(guī)超聲檢測(cè)儀的接收電路包括衰減器、高頻放大器、檢測(cè)器和視頻放大器。調(diào)整衰減器實(shí)際上就是調(diào)整放大器的增益，以便在示波器屏幕上以適當(dāng)?shù)母叨蕊@示所觀察到的回波。時(shí)基電路：實(shí)際上，方波形成電路和波形形成電路將產(chǎn)生的鋸波加到示波器的X偏轉(zhuǎn)器上，使電路板從左向右掃描幾次，形成脈沖回波顯示。掃描光點(diǎn)的時(shí)間必須與被檢工件傳播的距離（時(shí)間）一致。當(dāng)儀器調(diào)整探測(cè)距離時(shí)，它實(shí)際上是在時(shí)間上調(diào)整基底的寬度。寬度越寬，相應(yīng)的探測(cè)距離就越長(zhǎng)[1]。

2超聲波探傷方法

2.1 超聲波檢測(cè)方法按原理分類

脈沖反射法是按原理分類的超聲檢測(cè)方法之一。脈沖反射法的工作原理是利用探頭發(fā)出的脈沖波檢測(cè)工件內(nèi)部缺陷，進(jìn)而觀察工件底面的反射。缺陷回波法、底波高程法和多底波法是脈沖反射法常用的檢測(cè)方法。對(duì)儀器示波器屏幕上顯示的缺陷進(jìn)行判斷的方法是缺陷回波法。缺陷定位主要由回波傳播時(shí)間來完成，并利用回波振幅來量化缺陷。底波高度法是利用底波高度的變化來判斷工件缺陷的一種檢測(cè)方法。底波高度法是指用相同的方法可以不帶盲區(qū)地顯示出投影大小相同的缺陷的方法，但是這種檢測(cè)方法對(duì)工件的檢測(cè)面與底面的平行檢測(cè)面有較高的要求。雖然該檢測(cè)方法能保持缺陷定位的定量不變，但靈敏度低，在實(shí)際應(yīng)用中獨(dú)立使用，僅作為輔助檢測(cè)手段。對(duì)于厚度小、性能簡(jiǎn)單、檢測(cè)面平行的工件，最適合采用多底波法。

2.2 按原則分類

第二種超聲檢測(cè)方法是衍射時(shí)差法法。衍射的基本原理是根據(jù)缺陷區(qū)域的衍射波信號(hào)確定和測(cè)量缺陷的尺寸。單發(fā)射模式傾斜縱波探頭在實(shí)踐中應(yīng)用最廣泛。在遇到障礙物或孔洞后，直波繼續(xù)擴(kuò)散的現(xiàn)象是科學(xué)界對(duì)衍射現(xiàn)象的合理解釋。在衍射技術(shù)中，通常使用兩種窄帶脈沖探頭，一種用于繞組，另一種用于繞組缺陷相對(duì)于自身高度的位置由接收探頭通過接收缺陷尖端發(fā)出的衍射信號(hào)確定。直波首先到達(dá)房間內(nèi)的接收探頭，然后反射到基部。故障時(shí)，房間內(nèi)，產(chǎn)生的繞射波一級(jí)缺損接收探頭，其次是捕獲產(chǎn)生的橫向剪切加工探頭接收波形，該類波到達(dá)接受探頭的時(shí)間遲于底面反射波[2]。

3毛坯面超聲波探傷分析

3.1 偶聯(lián)劑的選擇和探針保護(hù)膜的改進(jìn)

在實(shí)際的缺陷檢測(cè)中，聲接觸的好壞對(duì)優(yōu)良果實(shí)的檢測(cè)有很大的影響。在粗糙的工件表面上，由于壓電晶片表面與工件表面僅存在空氣，大量的超聲波能量通過該界面反射，無法導(dǎo)入工件，使得缺陷難以檢測(cè)。要解決這個(gè)問題，必須首先解決耦合問題。理想的蓮藕混合物應(yīng)滿足以下條件;①良好的聲滲透性能，蓮藕混合物的聲阻抗盡可能高，以減少超聲反射。②貨源方便，價(jià)格低廉。③對(duì)人體無害。常見的偶聯(lián)劑是水和油。前者用于檢測(cè)工件時(shí)，必須有專用的爆震備用。后者由于黏度差，只適用于更高的光潔的工件表面。如果使用牛油，雖然黏度好，但消耗量太大，不適合工件大量打井。如果將汞作為混合物使用，雖然可以獲得良好的聲耦合，但由于其極高的價(jià)格和對(duì)人體的危害，不適合實(shí)際生產(chǎn)檢測(cè)。經(jīng)分析試驗(yàn)，選用水玻璃（氧化鈉13.1%～14.2%;二氧化硅31.2%～3.1%;氧化鐵0.08%;其余均為水），作為偶聯(lián)劑，取得了良好的效果。這種水玻璃黏稠度很高，可以在一定時(shí)間內(nèi)干燥，而且價(jià)格低廉，非常適合實(shí)際生產(chǎn)檢驗(yàn)。此外，我們還對(duì)探頭保護(hù)膜進(jìn)行了改進(jìn)，將原有的I型12毫米道探頭銅片保護(hù)膜改用塑料薄膜（厚度為0.05～0.06mm），消除了銅片堅(jiān)硬導(dǎo)致接觸不良的缺陷。采用上述兩種措施后，毛坯表面的接觸條件有了很大改善?？梢源罅枯斎氤暡芰?，獲得強(qiáng)反射信號(hào)。

3.2 超聲波檢測(cè)鍛件缺陷的程序

①用靈敏度塊檢查超聲波檢測(cè)器的不同性能是否符合要求。②了解毛坯的加工過程，便于分析發(fā)現(xiàn)的缺陷類型。③檢查毛坯表面是否有酸洗、氧化或油污現(xiàn)象，如果有，則清除。④準(zhǔn)備相同高度的手工試件，以便在檢測(cè)缺陷時(shí)進(jìn)行等效比較。⑤水玻璃涂在毛坯的探傷面待干燥（室溫干燥8小時(shí)）。在緊急情況下，可以使用電爐干燥硅（大約十幾分鐘溫度設(shè)置為50～60℃）烘干。⑥在干燥的水玻璃硅表面涂上一層新的機(jī)油或液體水玻璃。⑦增益測(cè)試儀開至10，輸出也放至10。抑制為0，用人工試塊以2毫米當(dāng)量的平底孔進(jìn)行校正，然后再剎節(jié)上述靈敏度控制，使2毫米平底孔反射訊號(hào)高度至4～5格。⑧當(dāng)使用上述靈敏度檢測(cè)時(shí)，如果檢測(cè)到缺陷，則標(biāo)記缺陷的位置并重復(fù)檢測(cè)以確定其深度……⑨“比例法”用于確定缺陷深度;為了確定缺陷的大小，采用了“等效比較法”?！鞍氩ǚā边m用于探針板以上的缺陷。

3.3 儀器靈敏度的校準(zhǔn)

①首先確定工件的缺陷當(dāng)量，根據(jù)該等價(jià)物發(fā)現(xiàn)缺陷，然后輕拍工件表面，形成毛坯。在此表面再次檢測(cè)，并對(duì)設(shè)備進(jìn)行校正，使缺陷反射的氯數(shù)與篩選前相同。此時(shí)的靈敏度是故障檢測(cè)的靈敏度。②在毛坯的另一側(cè)進(jìn)行加工，使其光潔度達(dá)到以上，然后與毛坯的原始手工毛坯進(jìn)行比較，確定缺陷的大小。對(duì)儀器的靈敏度進(jìn)行了校正，使兩側(cè)缺陷反射的信號(hào)高度基本相似。

綜上所述，采用上述方法對(duì)不同的毛坯進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)了不同類型和尺寸的缺陷，如裂紋、白色尖刺、裂紋和孔隙。我們對(duì)故障較多的零件進(jìn)行了解剖，證明了故障檢測(cè)結(jié)果的可靠性。

參考文獻(xiàn)

[1] 朱建.探討超聲波探傷原理及方法[J].消費(fèi)導(dǎo)刊，2018（2）：154.

[2] 李麗.毛坯鍛件的超聲波探傷的研究[J].現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備， 2018（3）：7-8.