超聲相控陣技術(shù)檢測(cè)和評(píng)價(jià)方法研究.pdf

1、超聲相控陣與傳統(tǒng)常規(guī)超聲檢測(cè)技術(shù)相比有諸多優(yōu)點(diǎn)，目前國(guó)內(nèi)尚沒有超聲相控陣技術(shù)檢測(cè)和評(píng)價(jià)方法的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，嚴(yán)重影響了該技術(shù)的普及和應(yīng)用。本項(xiàng)目擬就超聲相控陣技術(shù)應(yīng)用檢測(cè)工藝和技術(shù)進(jìn)行理論分析計(jì)算和實(shí)驗(yàn)研究，在結(jié)合國(guó)內(nèi)外應(yīng)用案例的基礎(chǔ)上制定出適合我國(guó)工業(yè)檢測(cè)的超聲相控陣技術(shù)檢測(cè)的標(biāo)準(zhǔn)。
　　本文參考國(guó)外的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和文獻(xiàn)，設(shè)計(jì)相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)試塊和焊接試板，利用CIVA仿真軟件做相控陣技術(shù)理論分析和仿真計(jì)算，結(jié)合實(shí)際工件檢測(cè)，對(duì)超聲相控陣檢

2、測(cè)設(shè)備工藝性能參數(shù)評(píng)估和分析研究，不同參數(shù)進(jìn)行超聲相控陣檢測(cè)并與常規(guī)超聲的檢測(cè)、射線檢測(cè)結(jié)果做比較。
　　超聲相控陣系統(tǒng)性能測(cè)試試驗(yàn)結(jié)果表明隨著激發(fā)晶片數(shù)量的增加，超聲相控陣系統(tǒng)的聚焦能力變好，聚焦深度范圍變大，焦點(diǎn)尺寸變小。聚焦深度增加，聚焦尺寸也增加。楔塊對(duì)聚焦能力的影響主要是聲束偏轉(zhuǎn)角度和聲程，加裝楔塊時(shí)大部分近場(chǎng)區(qū)都在楔塊中，工件中的近場(chǎng)區(qū)很小，偏轉(zhuǎn)角度越小，工件中的近場(chǎng)區(qū)就越大。隨著偏轉(zhuǎn)角度的增大，聚焦能力變?nèi)?。改變晶?/p>

3、激發(fā)數(shù)量、偏轉(zhuǎn)角度和聚焦深度等，對(duì)非偏轉(zhuǎn)方向聲束的擴(kuò)散情況影響很小。當(dāng)激發(fā)晶片數(shù)量小于等于16時(shí)，相控陣系統(tǒng)角度偏轉(zhuǎn)能力較差，在晶片間距相同時(shí)，激發(fā)晶片數(shù)量越多，角度偏轉(zhuǎn)能力越強(qiáng)，在相同的激發(fā)晶片數(shù)量下，較大間距探頭角度偏轉(zhuǎn)能力強(qiáng)。
　　超聲相控陣系統(tǒng)性能的CIVA仿真結(jié)果和真實(shí)結(jié)果基本一致，變化規(guī)律相同。在激發(fā)晶片數(shù)量大于等于128時(shí)，在200mm的范圍內(nèi)無(wú)法形成一個(gè)可靠的有效聚焦范圍。通過(guò)對(duì)接焊縫仿真試驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn)，相控陣檢測(cè)中

4、，激發(fā)晶片數(shù)量并不是越多越好，較多的激發(fā)晶片數(shù)對(duì)較大厚度的工件有較好的檢測(cè)效果。
　　從超聲相控陣焊縫檢測(cè)試驗(yàn)可以看出除對(duì)夾渣類缺陷相控陣檢測(cè)的檢出率略低于常規(guī)超聲外，相控陣檢測(cè)對(duì)缺陷的檢出率整體情況略高于常規(guī)超聲波檢測(cè)，對(duì)其余類型的缺陷檢出情況，相控陣均優(yōu)于常規(guī)超聲。對(duì)于氣孔類點(diǎn)狀缺陷，相控陣測(cè)長(zhǎng)總體與射線測(cè)長(zhǎng)相當(dāng)，均大于常規(guī)超聲測(cè)長(zhǎng)；對(duì)于夾渣類缺陷相控陣測(cè)長(zhǎng)遠(yuǎn)大于射線及常規(guī)超聲；對(duì)于未熔合缺陷，常規(guī)超聲及相控陣測(cè)長(zhǎng)均小于射線測(cè)