薄板焊縫缺陷超聲散射檢測(cè)方法的研究.pdf

1、焊縫作為焊接構(gòu)件重要的組成部分，其質(zhì)量的好壞直接影響焊接構(gòu)件的性能、可靠性和使用壽命。超聲TOFD（Time-of-Flight Diffraction）檢測(cè)方法作為一種對(duì)傳統(tǒng)超聲焊縫檢測(cè)方法的補(bǔ)充，已經(jīng)在實(shí)際檢測(cè)中得到應(yīng)用。但是由于超聲TOFD檢測(cè)方法存在一定近表面檢測(cè)盲區(qū)，特別是對(duì)于薄板焊縫，檢測(cè)盲區(qū)的問(wèn)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(duì)薄板焊縫中缺陷的檢出能力。
　　首先，本文回顧了超聲 TOFD檢測(cè)

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(cè)盲區(qū)的方法?？偨Y(jié)了近些年來(lái)基于超聲衍射/散射檢測(cè)方法的進(jìn)展和適用檢測(cè)對(duì)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(qiáng)弱及方向性分布。聲波入射缺陷周?chē)鷷r(shí)，反射聲波在缺陷上部的能量分布均滿(mǎn)足聲壓反射率的計(jì)算結(jié)果。并且，縱波入射掠入射缺陷時(shí)，會(huì)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(shí)，缺陷表面會(huì)出現(xiàn)超前的反射縱波

3、。以上的散射特征均通過(guò)有限差分軟件 WAVE2000對(duì)聲場(chǎng)進(jìn)行了模擬和分析。
　　根據(jù)縱波與橫波入射不同缺陷時(shí)的散射規(guī)律，本文提出了縱波發(fā)射-橫波接收（簡(jiǎn)稱(chēng)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(cè)方式?？v發(fā)-橫收檢測(cè)方式是通過(guò)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(cè)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(hào)。
　　由于兩種檢測(cè)方式不受直通波和底

4、波的影響，本文在此基礎(chǔ)上提出了一種適用于薄板焊縫的超聲散射檢測(cè)方法并開(kāi)展了9mm厚試樣定量檢測(cè)實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，使用縱發(fā)-橫收檢測(cè)方式時(shí)，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(hào)，并且定量結(jié)果誤差與實(shí)際值相差0.2mm以?xún)?nèi)。利用反射橫波，能夠檢測(cè)到距表面埋深2mm的刻槽。橫發(fā)-縱收檢測(cè)方式下 A掃描信號(hào)與縱發(fā)-橫收波形信號(hào)相似，具有同縱發(fā)-橫收檢測(cè)方式一樣的測(cè)量精度。本文還對(duì)6mm厚的攪拌摩擦焊焊縫開(kāi)展了實(shí)驗(yàn)，