" %&’()*&+ %
式中 %為圓柱體直徑。
縱波擴(kuò)散波束在圓柱面上發(fā)生波型轉(zhuǎn)換,即 ,*-*,形成等腰三角形反射,其聲程為
/,
" %&’(" , . %&’(" -
/
-
由 " -"0)* 1" ,和反射定律得
(23" (23" /,
""
(23" -,&’("-,/-
對于鋼可求得
" , " 4+ 5*," -" 6+ 6*
則
8 50))
7 " %&’(5+ 4* . %&’(0+ 6* " + 49%
)
由以上計(jì)算可知,兩次三角反射波總是位于第一次底波 :之后,而且位置特定,分別為 + %和 + 49%,而缺陷波一般位于 :之前,因此三角反射波也不會干擾缺陷波的判別。
)其他非缺陷回波
實(shí)際探傷中,還可能產(chǎn)生其他一些非缺陷回波。如:
()探頭雜波。當(dāng)探頭吸收塊吸收不良時,會在始波后出現(xiàn)一些雜波。當(dāng)斜探頭有機(jī)玻璃斜楔設(shè)計(jì)不合理時,聲波在有機(jī)玻璃內(nèi)的反射回到晶片,也會引起一些雜波。還有雙晶直探頭探測厚壁工件時,由于入射角比較小。聲波在延遲塊內(nèi)的多次反射也可能產(chǎn)生一些非缺陷信號,干擾缺陷回波的判別。
()工件輪廓回波。當(dāng)超聲波射達(dá)工件的臺價、螺紋等輪廓時在示波屏上將引起一些輪廓回波。
()耦合劑反射波。表面波探傷時,工件表面的耦合劑,如油滴或水滴都會引起回波,影響對缺陷波的判別。
(;)幻像波。手動探傷中,提高重復(fù)頻率可提高單位時間內(nèi)掃描次數(shù),增強(qiáng)示波屏顯示的亮度。但當(dāng)重復(fù)頻率過高時,第一個同步脈沖回波未來得及出現(xiàn),第二個同步脈沖又重新掃描。這樣在示波屏上產(chǎn)生幻像波,影響缺陷波的判別。降低重復(fù)頻率,幻像波消失。目前生產(chǎn)的新型超聲波探傷儀,[重復(fù)頻率]與[深度范圍]同軸調(diào)節(jié),設(shè)計(jì)時考慮了重復(fù)頻率與工件厚度的關(guān)系,一般不會產(chǎn)生幻像波。
(5)草狀回波(林狀回波)。超聲波探傷中,當(dāng)選用較高的頻率探測晶粒較粗大的工件時,聲波在粗大晶粒之間的界面上產(chǎn)生散亂反射,在示波屏上形成草狀回波
•56;•
(又叫林狀回波,影響對缺陷波的判別。降低探頭頻率,草狀回波降低,信噪比提高。()其他變型波。如圖 " "所示,橫波探傷時可能出現(xiàn)由于變型縱波引起的回波,如圖 " " "(%)所示。表面波探傷時可能出現(xiàn)變型橫波引起的回波。
圖 " "&橫波表面波探傷時產(chǎn)生的變型波(’)橫波探傷; &(%)表面波探傷。
總之在探傷過程中可能出現(xiàn)各種各樣的非缺陷回波,干擾對缺陷波的判別。探傷人員應(yīng)注意應(yīng)用超聲波反射、折射和波型轉(zhuǎn)換理論,并計(jì)算相應(yīng)回波的聲程來分析判別示波器上可能出現(xiàn)的各種非缺陷回波,從而達(dá)到正確探傷的目的。此外還可以采用更換探頭來鑒別探頭雜波,用手指沾油觸摸法來鑒別輪廓界面回波。
第四節(jié) &超聲檢測在航空維修中的應(yīng)用
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,超聲波檢測越來越得到廣泛的應(yīng)用,并在實(shí)踐中積累了豐富的經(jīng)驗(yàn),F(xiàn)根據(jù)不同的超聲波檢測方法,對某些型號飛機(jī)一些典型零件的超聲檢測作一介紹。
一、縱波檢測
飛機(jī)、發(fā)動機(jī)上零件的縱波檢測一般選用單探頭和雙晶片探頭(又稱聯(lián)合雙探頭)進(jìn)行,下面分別舉例說明。
(某型飛機(jī)機(jī)身機(jī)翼主接合螺栓
根據(jù)該機(jī)件在使用中的受力情況分析,產(chǎn)生疲勞裂紋的部位有三處,如圖 " )所示,螺栓根部和螺栓的上下工作面。若采用磁粉法檢查是很方便的,但是要進(jìn)行不拆卸的原位檢測,用磁粉法則難以進(jìn)行,只有采用超聲波檢查。 •)*)•
圖 " "%某型飛機(jī)機(jī)身機(jī)翼主結(jié)合螺栓示意圖
探測螺栓根部的疲勞裂紋,采用雙晶片的縱波探頭,探測面選在端頭 &面探測時
注意保持探頭邊緣與螺栓頭的邊緣對齊,且使雙晶片探頭的分界線與通過螺栓圓心
的徑線重合。
使用設(shè)備 ’() "**或性能相同的超聲波檢測儀,探頭選用 +,、*-./0超聲波雙
晶片縱波探頭。用電纜將探頭分別接在儀器的“收”、“發(fā)”兩個插座上,把雙單開關(guān)
放在“雙”位置。
調(diào)整定位旋鈕:將深度[粗調(diào)]旋鈕放在 122擋,同時調(diào)整深度[微調(diào)]旋鈕,使
經(jīng)螺栓臺階 ’處和螺栓參考件的底部 3處反射回來的底波( 4)和( 4*)分別落在熒
光屏刻線 “5”和“+”上。
確定探測靈敏度:調(diào)整[增益]和[抑制]使底波())達(dá)到滿刻度的 16。在探測
過程中,如果螺栓根部有疲勞裂紋,則熒光屏上除了有始波外,在( 4)的位置還會出
現(xiàn)一個缺陷波(7)。
探測螺栓上下部工作面的疲勞裂紋;使用 *1、*-.(/0縱波單探頭,利用電纜將
探頭接在“發(fā)”插座上,探測方式放在“單”的位置。
調(diào)整定位旋鈕:把探頭放在參考件上,將[增益]調(diào)至 *184,深度[粗調(diào)]旋鈕在 122擋。調(diào)整[微調(diào)]使參考件底部的回波落在熒光屏刻度線 “*”上。分別將探頭放在 &面和 4面,這時,螺栓異形界面 9和 7處反射回來的波形約在熒光屏刻度線 “+”處,適當(dāng)調(diào)整“增益”旋鈕,使其恰好達(dá)到飽和高度。如果該螺栓的工作面上存在
裂紋,那么在始波(:)和底紋波( 4)之間便會出現(xiàn)缺陷波( 7)。
*-某型飛機(jī)機(jī)身機(jī)翼前結(jié)合螺栓
此螺栓采用 *、*-;/0縱波單探頭檢查,使探頭中心與螺栓頭部端面中心相
重合,深度[粗調(diào)]放在 122擋。調(diào)節(jié)[微調(diào)]使底波( 4)落在熒光屏刻度線 “+-”
處。發(fā)射強(qiáng)度置弱,衰減為零,調(diào)整[增益]和[抑制]旋鈕,使底波(4)達(dá)到滿幅度。
在探測過程中,如果螺栓存在裂紋,那么在始波( :)與底波( 4)之間便出現(xiàn)缺陷
波( 7)。一般情況下,裂紋均出現(xiàn)在螺紋退刀槽處。因此,其波形位于熒光屏上距底
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