薄板焊縫缺陷超聲散射檢測方法的研究.pdf

1、焊縫作為焊接構件重要的組成部分，其質(zhì)量的好壞直接影響焊接構件的性能、可靠性和使用壽命。超聲TOFD（Time-of-Flight Diffraction）檢測方法作為一種對傳統(tǒng)超聲焊縫檢測方法的補充，已經(jīng)在實際檢測中得到應用。但是由于超聲TOFD檢測方法存在一定近表面檢測盲區(qū)，特別是對于薄板焊縫，檢測盲區(qū)的問題尤為突出。本文旨在研究薄板型焊縫超聲散射特征以提高超聲對薄板焊縫中缺陷的檢出能力。
　　首先，本文回顧了超聲 TOFD檢測

2、方法，分析了超聲 TOFD近表面盲區(qū)的形成原因和改善近表面檢測盲區(qū)的方法?？偨Y了近些年來基于超聲衍射/散射檢測方法的進展和適用檢測對象。
　　之后，本文研究了橫孔和裂紋在縱波和橫波入射條件下的散射規(guī)律，包括散射波波型的轉(zhuǎn)換、能量強弱及方向性分布。聲波入射缺陷周圍時，反射聲波在缺陷上部的能量分布均滿足聲壓反射率的計算結果。并且，縱波入射掠入射缺陷時，會出現(xiàn)明顯的散射頭波輻射。橫波以大于第三臨界角斜入射時，缺陷表面會出現(xiàn)超前的反射縱波

3、。以上的散射特征均通過有限差分軟件 WAVE2000對聲場進行了模擬和分析。
　　根據(jù)縱波與橫波入射不同缺陷時的散射規(guī)律，本文提出了縱波發(fā)射-橫波接收（簡稱縱發(fā)-橫收）和橫波發(fā)射-縱波接收（橫發(fā)-縱收）兩種新型檢測方式?？v發(fā)-橫收檢測方式是通過縱波直探頭發(fā)射并由橫波斜探頭接收缺陷的反射橫波或散射頭波。橫發(fā)-縱收檢測方式則是使用橫波斜探頭發(fā)射并由縱波直探頭垂直接收缺陷的散射（反射）縱波信號。
　　由于兩種檢測方式不受直通波和底

4、波的影響，本文在此基礎上提出了一種適用于薄板焊縫的超聲散射檢測方法并開展了9mm厚試樣定量檢測實驗。實驗結果表明，使用縱發(fā)-橫收檢測方式時，利用散射頭波可以觀察到距表面埋深1mm寬0.2mm的刻槽波形信號，并且定量結果誤差與實際值相差0.2mm以內(nèi)。利用反射橫波，能夠檢測到距表面埋深2mm的刻槽。橫發(fā)-縱收檢測方式下 A掃描信號與縱發(fā)-橫收波形信號相似，具有同縱發(fā)-橫收檢測方式一樣的測量精度。本文還對6mm厚的攪拌摩擦焊焊縫開展了實驗，