超声波检测焊缝时如何选择斜探头

在焊接件超声波检测工作中，选择合适的探头是发现缺陷、并对缺陷定位和定量的关键。因此在进行超声波检验之前，一定要对检验对像有一个充分的了解，对可能产生的缺陷有一定的认识，从而根据这些情况来选择探头。

一、频率的选择

频率的大小主要影响探头近场区的长度和半扩散角的大小，频率高，波长短，声束窄、扩散角小，能量集中，声束指向性好，因为波长短，对发现细小缺陷的能力强，分辨力高，缺陷定位准确。但是频率高，声波在材料中的衰减大，穿透能力差，频率高，近场区较大，对薄板工件发现近表面缺陷能力减弱，在选择探头频率时要综合考虑。对厚板对接焊缝应尽量选择频率小一些，一般取2MHz左右；特别是铸件和奥氏体不锈钢件，衰减大，频率一般选0.5—1MH，对中等厚度板对接焊缝可选择频率较大一些的探头一般选择2.5MHz的探头，薄板大频率可选择5MHz。

二、晶片尺寸的选择

晶片尺寸的大小决定了超声波的发射功率，晶片尺寸越大，发射功率越大，晶片尺寸大，半扩散角小，声束指向性好，信噪比优于小晶片探头，未扩散区增大，相对扫查的厚度范围较大，对厚板应尽量选择晶片尺寸大一些的探头，晶片尺寸大，相对扫查宽度大，能够提高工作效率。晶片尺寸大，近场较大，对于容器筒体或接管表面为曲面时为保证耦合，探头晶片不宜过大。对于奥氏体不锈钢焊缝，为了减少晶粒散射的面积，应当选用大晶片探头。晶片尺寸大对于薄板材料来说近场大，对探伤不利，在保证强度足够的前提下尽量选择晶片尺寸小一些的探头。方形晶片相对长方形晶片发射能量集中，在选择晶片时，应优先选择方形晶片。

三、K值的选择

K值对探伤灵敏度、声束轴线的方向，一次波的声程有较大的影响，对于有机玻璃制成的斜楔，在K=0.84时，声压往复透射率高，K值越大，折射角大，一次波的声程大，当检测厚壁工件时，应选用较小的K值，薄壁工件时，应选择较大K值，焊缝检测过程中应保证主声束能够扫查整个焊缝截面。应尽量使声束垂直于可能产生的主要缺陷，对于焊缝根部的未焊透缺陷，要考虑端角反射问题，使用K=0.7—1.5左右的探头，超过这个范围的K值端角反射率低。在选择K值的过程中要根据检测质量的要求、板材厚度，检查的主要缺陷等情况综合考虑合理选择，如一种K值的探头不能够满足检测要求，要同时选择不同K值的探头来满足质量要求。

四、探头前沿的选择

横波斜探头一般由压电晶片，吸声材料，斜楔，阻尼块，电缆线和外壳基本组成。压电晶片的振动包括厚度方向的振动和径向振动，其中厚度方向的振动是对我们有利的，而径向振动是我们要消除的。一般通过斜楔前端做成牛角形外加吸声材料来消除，这些也只能减少径向振动，不能够*的消除，仍有部分径向波会传导到工件上，对主声束的传播产生一定的干涉。因此，在选择探头的过程中，在满足一次波和二次波能够扫查焊缝整个区域的前提下，前沿可以选择大一点，对于薄板，为了保证声束能够扫查整个焊缝载面，应选择前沿相对较小一些，特别是对于薄壁管道的检测，要求尽量前沿短一些。