最新41制定δ12mm平板对接焊缝的超声波探伤工艺汇总.docx

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最新41制定δ12mm平板对接焊缝的超声波探伤工艺汇总

4-1制定δ=12mm平板对接焊缝的超声波探伤工艺

【课题】制定δ＝12mm平板对接焊缝的超声波探伤工艺

【课时】6课时（270min）

【设计思路】超声波探伤是来发现材料内部缺陷的一种无损检测方法，它可以检查金属材料、部分非金属材料的表面和内部缺陷。

本次课由学生根据收集的资料编写超声波探伤的工艺，从而掌握超声波探伤方法的原理及过程。

【设计亮点】采用做中学和学中做的方式通过自己制定探伤工艺来加深对理论知识的理解。

【教学目标】

1.知识目标：

使学生掌握超声波探伤过程、各参数的选择和原理。

2.能力目标：

学生具备制定超声波探伤工艺的能力。

3.情感目标：

通过共同收集资料，制定探伤工艺，培养学生探索求新、互助合作的精神。

【教学重点】超声波探伤过程及原理。

【教学难点】超声波探伤工艺参数的选择。

【学情分析】焊接专业学生通过教材学习后，能掌握部分理论知识，但却不知如何应用这些知识来制定超声波探伤工艺，因而本项目直接从应用着手，通过制定工艺在做中学和在学中做，让学生既掌握理论知识又会应用这些知识。

【教学准备】

1.教师：

准备多媒体课件，JB/T4730-2005标准

2.学生：

各小组在组长的组织下，收集超声波探伤资料并编制工艺。

【教学平台与资源】多媒体课件、JB/T4730-2005标准。

【教学过程】

一、任务导入

老师对本次任务的程序进行说明，首先由各组随机抽取一名同学对本组编制的工艺进行陈述，各位同学提出建议和意见，其间穿插老师点评，最后老师总结。

二、各组同学分别进行陈述

各组同学陈述完后，班上其余同学可提出意见和建议，老师进行点评，介绍探伤原理、过程等。

（一）超声波的产生及其性质

20~20000HZ，人耳能听到，称为声波；大于20000HZ，称为超声波；小于20HZ，称为次声波。

1.超声波的产生与接收

（1）产生方法

机械法、热学法、电动力法、压电法

（2）压电法

①压电效应

正压电效应：

变形→电荷

逆压电效应：

电荷→变形

②发射与接收

发射：

电振荡→变形（拉伸或压缩）→超声波

接收：

变形→电荷（高频电压）→探伤仪

2.超声波的主要参数

（1）C、f、T、λ

F=1/TC=λ/T

（2）声压（P）

垂直作用于单位面积上的压力

声压＝变化压强-静压声压决定于声波的高度

（3）声强（I）

表示超声波的能量

（4）声阻抗（Z）

Z＝ρC

3.超声波的性质

（1）有良好的指向性

①直线性

②束射性

a.能量集中在2θ以内的锥形区域内

半扩散角

λ↓和D↑则θ↓，指向性好，能量越集中。

b.近场区与远场区（声压轴向分布不均匀）

近场长度

c.不同横截面上声压分布不同

d.波阵面不同

未扩散区：

平面扩散区：

球面

（2）能在弹性介质中传播

①波型

a.纵波（L）振动方向与传播方向相同，能在固、液、气中传播。

b.横波（S）振动方向垂直于传播方向，只能在固体中传播。

c.表面波（R）

d.板波

②声速

声速：

纵波＞横波＞表面波

当f和v相同时，波长关系：

纵波＞横波＞表面波

分辨力（波长越小越好）：

表面波＞横波＞纵波

（3）异质介面上的透射、反射、折射和波型转换

①垂直入射

a.反射K＝

与两种介质声阻抗Z之差有关，其值愈大则K值大。

b.绕射最小缺陷尺寸df=λ/2

②倾斜入射

a.反射与折射

b.第一、二临界角

α1m：

当γL＝900时的入射角；α2m：

当γS＝900时的入射角，产生表面波；

（4）具有穿透性和衰减性

4.超声波的衰减

（1）散射

f↑，晶粒越大，散射越多。

（2）吸收

固体少，液体少。

（3）扩散

距离越大，扩散↑。

（二）超声波探伤设备简介

1.探头（换能器）

（1）探头的种类

①直探头

发射和吸收纵波。

②斜探头

发躰和吸收横波。

③水浸聚焦探头

④双晶探头

（2）探头的主要参数

①折射角γ或探头K值；

②前沿长度

③声轴偏离角

（3）探头型号

表8-1

2.超声波探伤仪

（1）分类

（2）A型脉冲反射式超声波探伤仪

（3）探伤仪的性能

①水平线性（时基线性或扫描线性）

指扫描线上显示的反射波距离与反射体距离成正比程度。

关系到定位。

②垂直线性（放大线性）

指示波屏反射波幅与接收信号电压成正比关系的程度，关系到缺陷定量的准确性。

③动态范围

示波屏上回波高度从满足100%降至消失时仪器衰减器的变化范围，其值越大，可检出缺陷愈小。

用分贝（dB值）表示。

为正表示增益，为负表示衰减。

④灵敏度余量

在规定条件下探伤灵敏度至仪器最大灵敏度的富裕量。

⑤分辨力

区分两相邻而不连续缺陷的能力。

⑥电噪声电平

⑦盲区

在规定探伤灵敏度下，从探伤面至能没出缺陷的最小距离。

3.试块

（1）标准试块

（2）对比试块（参考试块）

（三）超声波探伤的基本方法

1.直接接触法

（1）垂直入射法（纵波法）

图8-7所示

（2）斜角探伤法（横波法）

跨距点：

声束中心线经底面反射后到达探伤面的点。

跨距P：

探头入射点（0）至跨距点（A）的距离。

直射法：

在0.5跨距的声程内，超声波不经底面反射而直接对准缺陷的探伤方法，又称一次波法。

一次反射法：

超声波只在底面反射一次而对准缺陷的探伤方法，又称二次波法。

P0.5＝δtgγP1＝2δtgγh=scosγh=2δ-scosγ

（3）影响探伤波形的因素

①耦合剂的影响

耦合剂声阻抗与工件越接近，则透过率愈好；耦合剂厚度为波长1/2整数倍时反射波最大。

②工件的影响

③缺陷的影响

位置、形状（反射波：

平面＞柱面＞球面）、大小、方向和内含物。

2.液浸法

（四）焊缝的超声波探伤

1.焊缝超声波探伤的一般程序

（1）编写委托检验书

（2）确定参加检验的人员

（3）检验员探伤前的准备

（4）现场粗探伤

（5）现场精探伤

（6）评定焊接缺陷

2.焊缝直接接触法超声波探伤

（1）检验等级的确定

A：

K＝1B：

K＝5~6C：

K＝10~12

（2）探伤面及探伤方法的确定

表面粗糙度不大于6.3μm

（3）探头的选择

①探头形式焊缝通常选用斜探头

②晶片尺寸

③频率

④角度或K值

薄件宜大K值，厚件宜小K值。

3.各种焊接接头的探伤

（1）锯齿形扫查

（2）基本扫查

转角扫查、环绕扫查、左右扫查、前后扫查。

（3）平行扫查

（4）斜平行扫查

（5）双探头扫查

三、老师对本次任务进行是总结点评

老师根据对本次任务进行总结点评，要求各位同学整理探伤工艺，上交修改后的探伤工艺电子文档。

四、布置下次任务内容

四川化工职业技术学院焊接技术及自动化专业

《焊接检验》课程工作任务书

编号：

4-2

项目名称

项目四：

焊缝和钢板的超声波探伤

课时

28学时

任务

任务2：

测试超声波探伤仪的性能；

课时

6学时

姓名

班级

学号

组别

项目负责人

成员名单

学习内容

8-2超声波探伤设备简介

学习要求

1.各组学生利用课余时间学习超声波探伤设备说明书；

2.熟悉JB/T4730-2005中超声波探伤仪标准；

3.提出学习中遇到的问题；

4.学生互评学习结果。

引导问题

超声波探伤仪的性能包括哪些？

学习步骤

1.资料学习：

8-2超声波探伤设备简介，JB/T4730-2005中超声波探伤设备标准；

2.学习超声波探伤设备说明书；

3.认识超声波探伤设备；

4.进行超声波探伤仪性能测试，并写出测试报告。

交流展示

学生操作、老师演示、讨论总结

注意事项

1.爱护超声波探伤设备，轻拿轻放；

2.防止试块坠落伤人。

工作总结

1.学习体会

2.发现问题和改进方案

3.提交超声波探伤仪测试报告

工作评价

教师评价

完成时间

同学评价

本人签名