Сварка в машиностроении.Том 4 (1041441), страница 98
Текст из файла (страница 98)
Для перевода относительных единиц в дЬ можно пользоваться номограммой (рис. 1), сопоставляя значения на шкалах с одинаковым номером. 405 404 Акустические методы контроля качества сварных соединени() 1. Акустические характеристики некоторых сред 8,7 2,87 3,48 1,15 З,СЗ 3,515 3,1 2,26 1,121 1,12 3,26 3,5 1,23 1,4 1,24 0,91 0,45 0,45 1,3 1,4 й/». ! ! ао ! Диогбгизио !чс ! ! ! е.ь ~ ь«а )а чч! ! ! 1,35 2,5 0,54 1,0 О,З 0,3 1,2 0,132 Рис.
3. Зависимость затухания ультразвука от среднего размера с» кристаллов поликристаллнческих тел н основные причины, обусловливающие за- тухание Рис. 2. Схема расположения искателей при измерении коэффициента затуха- ния поперечных волн: И вЂ” излучающий искатель; П вЂ” прием- ный искатель Иногда коэффициент затухания выражают в отрицательных дБ/м„обозначая через 6*; 6а = 8,6866.
При измерении 6,* для поперечной волны по схеме, приведенной на рис. 2, 6 — — ( ! ЛУ) — АУ ! ! ) — 6), в ! 27 (6) 7 должно быть более 50 мм. Для низколегированных сталей 6( ж 0,17 Нп/м при /= 2,5 мГц. Коэффициент затухания складывается из коэффициентов поглощения и рассеяния. В металлах величина 6 в основном определяется рассеянием на кристаллах и зависит от соотношения У)/)ь, где /) — средняя величина зерна (рис. 3). В сварных соединениях значение 6, как правило, максимально в переходной зоне (зоне термического влияния) и возрастает с увеличением /. Ясчпоевы + Еа' 50 50 57 55 55 54 57 5257 50 ЧВ ЧВ 47 45 ЧЕ ЧЧ 45 Чг М ЧУ 42 ЧЗ 44 45 Чб ЧУ Чв ЧВ 50 57 52 55 ЕЧ 55 55575В 50 ЕО .Г 40,15,7Б П зе зб зч зз зг и зо гв гв 27 гб 25 24 гз гг гн п 22 гз гч 25 гб 27 гв 20 зо зу зг зз 34 05 зв 07 зв зв чо гу (а и(715 я(зу211,70 7 е ч 3 21 1 25 ч е 70 О н127»м 15777070 лг гд 2.
Значения Н для продольных волн 57 на границе металла Контролируемый металл до ч,о 50 е,о 20 до Во Уо г(г ЧО 00 ВО МО »7 400 ЕОО ВОО 1000 Х о,г оз о,ч 0,5 ие азовов7 Отг ООЧ О,ОБ Ойв ооог О 004 ШООВ ОВОВ с шлаком (спекшийся флюс) АН-348 Е;7 0,05 0,001 с маслом мине- ральным г,о го гоо с воль- фрамом с возду- хом с водой иу(и, 0,70 0,74 0,89 0,72 0,88 Дюралюминий Сталь 0,15 Рнс, 1, Номограмма перевода децибел в относительные величины Бериллий Вольфрам Вода Воздух Глицерин Дюралюминий Кварцевое стекло Магний Масло трапсформаториое Медь Плексиглас Полистарол Сталь Титан Шлаковые включения (спекшийся сварочный флюс АН-348) Фторопласт Эпоксидная смола твер- дая 12,5 5,46 1,49 0,53 1,923 26 5,57 5.
79 1,42 с 4,7 2,67 2,35 5,85 6,0 6,0 5,0 2,17 0,59 С,13 0,78 2,5 2,22 2,31 0,57 1589 1,06 0,94 2,4 2 4 1. 85 19,1 1,0 С,0013 1,261 2,6 1,74 0,9 8,9 1,18 1,06 4,5 3,3 2,3 10.4 0,149 0,00004 0,242 1,7 1,45 1,01 0,128 4,18 0,32 0,25 4,55 2,7 1,98 1,33 5,5 0,83 0,91 0,58 2,05 0.132 0,119 2,52 1,58 Распространение, отражение и преломлеуиле упругих волн При падении волны нормально на границу двух сред отраженная и прошедшая волны будут того же типа, что и падающая; коэффициенты отражения Я и прохождения О по энергии равны (табл. 2): / рте( — раса ~, - / 4р(с(рзсз р,с, + р,са ' р,с, + р,с, При падении плоской ультразвуковой волны под углом )) на границу раздела двух твердых сред в общем случае возникаютодновременно две отраженные (с(1, с(1) н две пРеломленные (с(з, с(я) волны, Углы отРажениЯ Р(, ()У н пРеломлениЯ аб, аУ которых связаны с углом Е) соотношением Сиеллиуса (рис. 4, а) 3!и ~~У зш ()1 5)п ()У 8!и а( 5)п а( (3) 11 (71) ; ~1 12 Вв Если одна из сред является жидкостью или газом, то поперечные волны в ней отсутствуют.
Значения углов р падения волны, при которых исчезают волны тех или иных типов, называют критическими ф„р) (рис, 4, б и в). Если с!г с(2, то при р = ))крд (первый критический угол) во второй среде продольная волна превращается в неоднородную (головную) волну (я! = 90'); при р = ркра(второй критический угол) преломленная поперечная волна превращается в неоднородную (и! = 90'): ()крг —— агсзш с1,/с(,, ~,ра —— агсз)п с(г/с(в. Для границы плексиглас — сталь Е) р 27' р р 55'. 407 Излучение и прием упругих волн Рис. 5.
Схемы отражения~ зеркального (а) и диффузного (б): 1 — схемы распространении УЗК; П вЂ” распределение ао времени 1 ультразнуиоаых нмпульсои на преоб- разователе Акустические методы контроля качеппва сварных соединений Максимум интенсивяости головной волны при р не ~ар~ соответствует лучу, составляющему угол — 9' с поверхностью. Головная волна при распространении рассеивается в виде поперечной (рис.
4, б). При наклонном падении волны коэффициенты )с и В зависят также от угла 1) (6). В случае падения поперечной волны при )) = ~хоа отраженная продольная волна трансформируется в неоднородную (()~ = 90'), называемую волной скольжения; Рнрз — — агсз)п с~,/с~и Рис. 4. Схемы отражения и преломления продольной волны на границе двух твердых сред (о~, ( с~з) Для стали ~„рз — — 33'.
Волна скольжения распространяется и рассеивается в первой среде так же, как головная во второй. Если две среды разделены плоскопараллельным слоем, то коэффициенты отражения и прохождения зависят также от соотношения толщины с(слоя н длины волны л в нем (3). При 7 = 2,5 МГц трещина в стали, заполненная водой или минеральным маслом, будет отражать до 90% энергии падающих иа нее продольных волн, если раскрытие трещины и'~ 0,01 мм. Амплитуда волны„отраженной от границы раздела двух сред в направлении к излучателю, зависит от угла падения волны на границу и от соотношения не. ровностей отражающей поверхности к длине падающей волны (рис. 5).
Большинство дефектов в сварных соединениях вызывают диффузное отражение распространяющихся в металле ультразвуковых волн„применяемых при дефектоскопин. Нормированную функцию Фд (О), описывающую поле ультразвуковой волны, отражаемой дефектом в направлении к излучателю, называют индикатрисой обратного рассеяния. Инднкатриса рассеяния зависит от размеров Ь, 1, формы н ориентации дефекта, длины волны Х и шероховатости отражающей поверхности.
Отражатели (дефекты), для которых Фд (8) = 1, образуют группу ненаправленных отражателей; к ним относятся отражатели сферической и цилиндрической формы, а также плоские отражатели, размеры которых близки к длине волны (Ь, 1<: Х). Если отражатель в твердом теле образует двугранный угол (например, угол листа в сварном соединении), грани которого существенно больше 7с, то вследствие трансформации падающей волны на гранях индикатриса рассеяния может иметь ряд лепестков. Оптимальным по выявляемости отражателем является дисковый с зеркальной поверхностью, ориентированной нормально к акустической оси ультразвукового пучка. В практике контроля отражающие свойства реального дефекта сопостав'- ляют с отражающими свойствами дискового отражателя.
Площадь дискового о6 ражателя, нормального к акустической оси ультразвукового пучка, расположенного на той же глубине, что и выявленный дефект, н дающий эхо-сигнал такой же амплитуды, что и дефект, называют эквивалентной площадью дефекта (5„ммз). Эквивалентную площадь дефекта измеряют путем сопоставления максимальной амплитуды эхо-сигнала от дефекта с максимальной амплитудой эхо-сигнала от плоскодонных отверстий в контрольном образце, имитирующих дисковые отражатели различной площади, или рассчитывают, используя АРД- или БКН-диаграммы и стандартныеобразцы№3и№2 (2А) соответственно (1, 3, 14). Допускается вместо плоскодонных отверстий использовать угловые, сегментные и другие отражатели 11, 31. ИЗЛУЧЕНИЕ И ПРИЕМ УПРУГИХ ВОЛН При неразруша1ощем контроле для возбуждения и регистрации ультразвуковыя волн используют пьезоэлектрические преобразователи в виде пластин из кварца, цирконата титаната свинца (ЦТС), титаната бария и др.
Преобразователь размещают в прямом искателе, возбуждающем в изделии продольную волну перпендикулярно к поверхности, или в наклонном искател. (призматическом), возбуждающем в зависимости от угла призмы р продольную, поперечную или головную волну под углом к поверхности илн поверхностную волну. 409 Излучение и прием упругих волн гб — йз/7~ = из//с; фр — — агсв1п 0,611/а = агсв1п 0,61с/а/, (6) 2/, (а — гь Ч) 2ц Ф (ф)— — в1п ф) (7) 2 Б 5.
Б и) ! 5 1 е/ Акустические методы контроля качества сварных соединений Призму изготовляют нз материала с малой скоростью и большим затуханием ультразвуковых колебаний (плексиглас, капролон, фторопласт, полнстирол), что способствует гашению отраженной в призму волны. Углы призм из плексигласа составляют: р = 4 —:9' при возбуждении (приеме) в сталях продольной волны; р ~ 27' — головной волны; р = 58" — поверхностной волны; 29' < р < 55' — поперечной волны. Искатели включают по совмещенной или по раздельной, или по раздельно- совмещенной схемам (рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
