金屬材料超聲無損檢測技術應用研究

王媛

摘? 要：隨著時代的發展進步，涌現出大批先進的科學技術，在各個領域中發揮重要作用，其中就包括超聲無損檢測技術，被科學運用到工業裝備檢測中，取得了不錯的應用效果，主要用于檢測金屬材料，獲得精準檢測結果的同時還不會對材料產生任何破壞。本文主要圍繞金屬材料超聲無損檢測技術展開研究，先概述超聲無損檢測概念及現狀，接下來介紹常用的超聲無損檢測方法，最后研究金屬材料超聲無損檢測技術應用，希望為工業裝備檢測工作提供一定的參考借鑒。

關鍵詞：金屬材料;超聲無損檢測技術;應用

作為最常用的制造原料，金屬在工業領域的重要性不言而喻，直接影響到工業產品質量，為此工業生產中要加強對金屬材料質量的管控，選擇適合的檢測方式，而超聲無損監測技術就是一個很好的選擇，一方面可以檢測材料內部缺陷，另一方面可以檢測內部的微觀部分，快速得到金屬材料的檢測技術。近些年，國家開始重視超聲無損檢測技術在金屬材料的應用，逐漸加大研發力度，同時拓寬應用領域，取得不錯的研究成果。

1 超聲無損檢測概念及研究現狀分析

超聲無損檢測技術主要利用超聲波完成檢驗工作，可以快速發展材料或者工件本身存在的缺陷問題，在應用該檢測技術時，會發射超聲波，投射到檢測物體上，如果存在缺陷問題，就會反射超聲波，根據反射聲訊號及聲波判斷缺陷情況，同時還可以考慮到衰減問題。超聲無損檢測技術的應用范圍較廣，除了檢驗金屬材料外，還可以檢驗大型鍛件，擁有靈敏度高、操作簡便、成本低等優勢，配合計算機技術的使用，可以得到更加直觀可靠的結果。

我國也開始逐漸加大研發力度，推動超聲檢測技術邁向新的階段，出現了很多新型的檢測儀器，包括信號處理器、數字化超聲儀器等，人們也開始意識到超聲檢測技術的重要性，現階段主要用于工件質量控制及金屬材料檢測。

2 超聲無損檢測方法研究

2.1 連續波透射法

連續波投射法需要安置兩個探頭，分別放置在被測物體的兩側上，其中一個探頭負責在檢驗中發射超聲波，發射時保證超聲波連續不斷，另一個則負責接收工作，相互配合完成檢驗工作。如果被測物體沒有任何缺陷問題，完全符合工業生產需求，就可以接收到較為強烈的超聲波信號，這也表示被測物體通過檢測;如果被測物體存在一些細小的缺陷問題，少部分超聲波會發生反射，導致接收探頭收到的信號較為委托;如果被測物品的缺陷較為明顯，截面完全遮擋聲速，這時候就會發生全面反射，接收探頭沒有收到任何信號，代表物體缺陷較為明顯。

2.2 共振法

共振法主要通過試樣的共振特性，對構件厚度變化和缺陷情況進行判斷。利用聲波在被檢測物體中進行傳遞，在試樣厚度和超聲波半波長之間為整倍數的時候，由于反射與入射波的相位相同而出現共振，并產生共振頻率，通過鄰近的兩個共振頻率的差值對試件厚度進行計算，如工件厚度或試樣內存在的缺陷發生變化，需要對試件共振頻率進行改變。在求解出共振次數n與共振頻率f時，就可以算出工件厚度。因為使用這種方式進行檢測結果較為準確，且所應用的設備也比較簡便，適合在厚壁測量中使用。另外，在工件的厚度發生變化或出現比較大的缺陷時，會出現共振點偏移或共振消失的現象，這種情況適合在板材點焊質量、復合材料的膠合質量、板材內部夾層、均勻腐蝕量等缺陷的檢測中使用。

2.3 脈沖反射法

此種方式主要運用超聲脈沖波，利用反射機理在兩種不一樣的介質界面上來檢測工件的缺陷。使用同時擁有發射與接收作用的換能器，在熒光屏上將接收的信號展現出來。若構件中沒有缺陷，熒光屏上展示的是底波B和始波T;當發生比聲束截面的缺陷小時，熒光屏上中展示的是缺陷F，缺陷聲程與F波在時基軸上的位置有關，故而能夠對試件中缺陷位置進行確定。缺陷的反射方向角和反射面積的大小決定了缺陷當量的大小，能夠對缺陷當量大小進行評價;當出現大于聲束截面的缺陷時，反射全部聲能，在熒光屏上將對大的缺陷波和始波進行顯示。

2.4 脈沖透射法

此方法主要在被檢試件兩邊裝有發射、探收探頭，并使兩個探頭的聲軸保持在一條直線上，試件與探頭之間耦合良好，按照超聲波穿透試件后的能量浮動情況，來評判試件內部質量的好壞。試件中不存在缺陷時，在熒光屏上會展現具備一定幅度的回波脈沖B和始波T;在試件中出現較小缺陷時，由于聲波被缺陷擋住，回波信號幅度降低;當試件中發生了面積比聲束載面的缺陷大時，熒光屏上失去回波信號，對起始脈沖T進行顯示。

3 金屬材料超聲無損檢測技術應用

3.1 科學選擇超聲無損檢測技術方法

不同金屬材料各方面差異較大，包括尺寸、形狀、內部性質等，后續使用可能出現不同的缺陷問題，在正式開始超聲無損檢驗之前，要先通過測試的方式選擇最佳的檢測方法，在選擇時，主要從兩大方面入手，一方面要考慮到本次檢測的金屬材料最可能出現的缺陷問題，另一方面要考慮到檢測技術存在的不足之處，是否需要配合使用其他方法，充分考慮上述兩大問題后，才能選擇最適合的一種技術方法。

3.2 選擇合理的時間段開展無損檢測工作

不同金屬材料性能方面存在不小差異，即使材料完全一致，在不同時間段開展檢測工作，得到的結果可能有所不同。為此，在檢驗之前，要選擇最佳階段，充分發揮無損檢測的優勢，在選擇時間段時，通常從金屬性能入手，如果因為某些原因需要提前檢測，也要選擇最佳檢測時機，這樣才能得到精準的檢測結果。

3.3 升級超聲無損檢測方式

在應用超聲無損檢測技術時，還要考慮到時代的發展要求，展開合理的升級改造工作，逐步提升無損檢測技術水平?，F階段我國科技水平飛速提升，推動工業領域發展，各項科學技術也得到改進優化，超聲無損檢測技術檢測結果越來越精準，涌現出大量先進的檢測設備，逐漸向著集約化的方向發展。

3.4 應用注意事項

在應用超聲無損檢測技術時，還要注意以下幾方面內容：第一，在應用檢測技術時，一定要按照方案要求操作，遵循無損檢驗標準，按照一定的順序操作，才能得到精準有效的檢驗結果。第二，根據檢驗時間要求確定工業生產步驟，充分發揮技術優勢。第三，在超聲無損檢驗期間，要先精準定位，將探頭安裝在合理的位置上，才能為后續無損檢測奠定良好的基礎。第四，超聲無損檢驗期間，要精準確定反射波幅值，才能提供完整準確的超聲波。

4 結束語

綜上，超聲無損檢測技術優勢眾多，為工業生產行業提供巨大幫助，提高金屬材料利用率，減少不必要的資源消耗，推動工業經濟迅速發展?，F階段，超聲無損技術越來越成熟，在電子信息技術的幫助下，實現自動化作業，提供工業領域檢驗能力，擁有廣闊的發展前景。在應用無損檢驗技術時，要注意結合金屬材料的實際情況確定檢驗方法及最佳檢驗時間段，才能充分發揮技術優勢，得到精準檢驗結果，應用期間還要注意一些注意事項，希望本文為今后超聲無損檢驗技術的應用提供一定的幫助。

參考文獻

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