1 引言

1．1适用范围

本方法适用于下列变形铝合金产品的超声波检验。

1．1．1板材——厚度等于或大于10mm以上的经过锯边或剪边的横截面呈矩形的轧制材料。

1．1．2型材——除薄板、厚板、圆棒、异形棒、管材及线材以外的品种，其截面积为大于或等于70cm²；壁厚大于或等于10mm,长度比横截面积线尺寸大得多的变形材料。

1．1．3锻件—模锻件、自由锻件及锻坯的统称。其壁厚大于或等10mm，最大厚度小于300mm的锻件。

1．2一般要求

1．2．1本方法采用超声波脉冲反射法检验变形铝合金产品内部的冶金缺陷。

1．2．2超声波检验应在产品的最终热处理后进行。若在其他工序进行时，由供需双方议定。

1．2．3本方法所述的超声波检验可发现平行或大致平行被检件表面的冶金缺陷。检验可用脉冲纵波液浸法或接触法。如需采用其他方法时，由供需双方议定。

1．2．4被检件的检测面应清洁、平整、光滑、无金属凸凹及影响检测的划伤、斑痕，凡不利于超声波束传人的被检测表面需清理干净。

1．2．5被检件的温度在22±15^。C范围内。

1．2．6被检件的检测表面粗糙度：接触法：Ra为3．2μm(含Ra：为3．2μm)：液浸法Ra为25／μm(含Ra：25μm)。

1．2．7从事超声波检验人员应经过技术、业务培训，取得部级(含部级)以上专业考核委员会颁发的二级以上(含二级)检验证书者，方有资格签发检验报告。

1．2．8检验场地不应设在强磁、震动、高频、电火花、高温、灰尘大、机械噪作大和有腐蚀性气氛的环境中。

1．2．9检验工作地点应安全，光线适度。其场地面积以不影响超声波检验人员正确操作、判伤为原则。

1．2．1O现场的温度以不影响超声波探伤仪稳定性和可靠性为原则。

2 原理

超声波检验方法是使用一束脉冲纵波扫描入射面，缺陷信号显示在检验装置的阴极射线管(A扫描)的荧光屏上，若采用辅助电子指示器和微处理机也可以显示缺陷。

2．2调整检验系统的灵敏度后，通过将来自被检件超声波反射信号幅度与规定的对比试块的反射信号相比较，以评定所发现的缺陷和底波图形变化，将评定的结果与验收标准进行比较，以确定被检件的质量。

3 对比试块的制备及要求

对比试块用于调整检验系统灵敏度和评定缺陷的大小。

3．1对比试块材料的要求

最好由成分、组织与被检件相同、声学特性一致的材料制成，可采用LC9CS合金代用。制做前采用超声波方法进行必要的检验。

表1 一般评定缺陷用的对比试块尺寸

尺寸	平底孔直径A．mm	平底孔埋藏深度 B．mm			柱高 C．mm
误差	O．10	O．1			O．4
系列1	1．2	(1)2．5	(8)30	(15)80	(1)17．6	(8)45	(15)95
		(2)5．O	(9)35	(16)90	(2)20	(9)50	(16)105
系列2	2．0	(3)7．5	(10)40	(17)100	(2)22．5	(10)55	(17)115
		(4)10	(1)45	(18)110	(4)25	(11)60	08)125
系列3	3．2	(5)15	(12)50	(19)120	(5)30	(12)65	(19)135
		(6)20	(13)60		(6)35	(13)75
		(7)25	(14)70		(7)40	(14)85

3．2对比试块的尺寸

3．2．1调整检验系统灵敏度用的对比试块，这种试块平底孔埋藏深度应由被检件的上、下表面机械加工余量来确定，一般应有两块：第一块平底孔的埋藏深度等于被检件上表面机292械加工余量：第二块的高度等于被检件的厚度，平底孔的钻孔深度等于下表面机械加工余量。若采用接触法检验时，在扣除上、下表面加工余量的金属声程内出现探头距离振幅曲线的极小值时，应增加一块对比试块，其平底孔埋藏深度与极小值的深度相等。

3．2．2一般评定缺陷用的对比试块，这种对比试块平底孑L埋藏深度可参照表1

3．2．3特殊形状被检件的对比试块，由供需双方议定。

3．2．4若被检件上下表面加工余量很小或无加工余量时，其近表面缺陷的评定由供需双方议定。

3．2．5对比试块中平底孔的直径应等于被检件验收等级中的记录直径。

3．2．6对比试块声束入射面的几何形状及表面粗糙度应与被检件相同，有影响时，应加以修正。

3．3对比试块的检验

 

注：用3mm高钢字打印顺序为：材料牌号平底孔直径,平底孔埋藏深度。

由加工造成的毛刺均应除去．上下面的外边应磨圆R=0．8mm

对比试块加工示意图

4 检验装置

4．1超声波探伤仪

A型脉冲反射式超声波探伤仪应满足变形铝合金产品技术等级标准的要求，必要时供需双方可议定共同使用的仪器型号技术性能和测试方法。

4．2探头

4．2．1本方法最好采用非聚焦型纵波直探头、双晶片组合探头。

4．2．2根据产品几何形状及质量的特，对特殊部位可采用特殊用途的探头，其探头形状、尺寸、技术性能及测试方法由供需双方议定。

4．2．3探头可使用圆形、方形晶片，其晶片有效面积不得大于6．0cm²为了判定缺陷的回波幅度。在选定的检验频率内应具有或超过所需的最低工作特性。

4．2．4对每个探头都要确定并记录其距离振幅曲线。方法是用一套相应的距离振幅对比试块，其平底孔直径为2mm采用判定缺陷大小的灵敏度，测其埋藏深度不同的平底孔超声反射波高。记录并划其曲线，使用该探头检验时，至少每八小时检验一次，测定不少于3点，若有一次反射波高与所选用原探头的距离振幅曲线相差±10％以上时，应重新评定探头性能并重新标定检验系统。以确定完全符合本方法的各项技术指标要求，而且自上次标定以后检验的全部被检件均需复查。

4．3检验辅助装置此装置是一种使被检件满足超声波检验要求的机械及电气辅助部分，其主要性能应满足声学性能的要求。

4．4耦合剂

液浸法使用的耦合剂一般采用无气泡、清洁的室温水，防锈剂和浸润剂可单独或同时使用：接触法使用的耦合剂应清洁，并能满足声学性能要求及不腐蚀产品表面。

5 检验条件及步聚

5．1选用的方法

5．1．1本方法所规定的超声波检验可采用超声纵波接触法和液浸法，以液浸法为好。采用液浸法时，应注意使被检件的二次界面反射波出现在一次底波之后。

5．1．2被检面的选择应根据产品的变形特点、缺陷分布规律及使用要求，由供需双方议定。

5．1．3检验频率在2～10MHz范围内。

5．2灵敏度调整

应以3．2．1所规定的对比试块反射波高最小的一块，将其底孔反射波高调到荧光屏满刻度的80％，做为检验系统的灵敏度。

5．3扫查

5．3．1双晶片探头、矩形晶片探头的放置和移动方向

对于双晶片探头，其隔声层的纵向取向应与缺陷可能延伸的方向平行。对于矩形晶片，其晶片长轴方向应与缺陷可能延伸的方向平行。扫查时的移动方向均应与缺陷可能延伸的方向垂直。

5．3．2扫查速度

扫查速度不得大于200mm/S

5．3．3扫查间距

扫查间距应使覆盖宽度至少为有效波束宽度的10％。

5．4有效波束宽度的确定

5．4．1对于圆形晶片探头，在3．3．1所规定的第一块试块上获得平底孑L的最大反射波高，然后调节仪器增益控制使反射波高为荧光屏满刻度的80％，沿平底孔直径方向两边移动探头，反射波高降~i540％两点间的距离即为波束有效宽度。

5．4．2对于双晶片探头和矩形晶片探头，在3．3．1所规定的第一块试块上，获得平底孔的最大反射波高，然后调节仪器增益控制，使反射波高为荧光屏满刻度的80％，沿双晶探头隔声层纵向取向或矩形晶片长轴方向相平行的方向，横过平底孔直径向两边移动探头，反射波高降至40％的两点间的距离，即为波束有效宽度。

5．5检验

在探伤过程中，应定期用3．2．1所规定的试块检查检验系统的调整情况，若发现有异常现象应进行校正。在发现有异常现象之前所检验过的全部受检件应重新检验。

6 缺陷的评定与验收

6．1缺陷定位

6．1．1缺陷平面位置的确定：将探头在被检件表面移动即可获得缺陷最大反射波高处的位置，从而确定其缺陷的平面位置。

6．1．2缺陷埋藏深度的评定：采用与对比试块比较进行评定，当无相应深度的对比试块时，可用与缺陷深度相邻的两块对比试块用插入法比较评定。6．2单个缺陷的评定6．2．1当单个缺陷小于探头声束的面积时，将缺陷的反射波高与同声程对比试块平底孔的反射波高进行比较。当单个缺陷面积大于探头声束面积时，可采用6db法进行测定。

6．2．2当缺陷的埋藏深度与所用对比试块中平底孑L的埤藏深度不同时，采用插入法进行比较，但不允许用外推法。

6．3多个缺陷的评定

多个缺陷指示中心间距即为缺陷之间面积的中心距离，可借助于缺陷的定位来判定。对于缺陷分布不在同一水平面时，可用间接的方法(几何图形)进行计算确定。

6．4缺陷长度的评定

按3．2．1规定调整仪器灵敏度，在扫查过程中发现有长条形缺陷时，应按以下方法评定其长度。

6．4．1将探头放在验收等级中长条形缺陷当量直径孔底埋藏深度等于缺陷埋藏深度的对比试块上，移动探头获得孑L底的最大反射波高，然后调节仪器增益控制使波高为荧光屏满刻度的80％，沿平底孔直径方向两边移动探头，记录反射波高降至40％的两点间的距离。

6．4．2将探头重新移到被检件上，保持6．4．1的调定而灵敏度不变，测出长条形缺陷两端点波高降至荧光屏满刻度40％的两点间的距离。

6。4．3将6。4．2测出的距离减去6．4．1测出的距离即为缺陷的估计长度。

6．5底波衰减的评定

在按规定的灵敏度进行扫查时，如出现杂乱信号或一次底波有降低时，应停止扫查，并用如下的方法测定底波的衰减差：

6．5．1在与被检件几何形状、尺寸、表面状态相同的正常产品上移动探头，使一次底波高度最大，调整仪器灵敏度使波高为荧光屏满刻度的80％。

6．5．2将探头重新移到被检件有杂波或底波下降的位置。仔细检查入射面和底面，确认底波衰减不是几何形状、尺寸、表面状态诸因素引起的。

6．5．3比较两者的底波衰减，以百分比记录此数。295

6．5．4验收时被检件的底波衰减不得大于正常材料的50％。若引起的衰减原因是出现的杂乱信号时，则应进行冶金分析，以确定其原因并决定验收与否。

6．6缺陷评定的修正

在评定缺陷时，被检件与对比试块各种状态引起较大差异时，应加以修正。

6．7质量的分级与验收

6．7．1质量的分级：超声波检验分A、B两级。

6．7．2验收时，其允许的缺陷当量值应符合表2规定。

表2  mm

	单个缺陷	多个缺陷		长条形缺陷
级别	当量平底直径 不大于	每个缺陷当 量平底孔直径大于	指示中心间距 大于	缺陷任何部位反射的当 量平底孔直径不小于	长度 不大于
A	2．0	1．2	25	1．2	25
B	3．2	2．0		2．O

此直径为记录直径

6．7．3超过规定的超声波质量等级的缺陷，只要在随后的机械加工中可被除去时，则是允许的。

7 检验记录与报告

检验记录一般应包括：产品名称及规格、合金牌号、状态、批号、产品件号、探伤仪型号、探头型号及规格、检验频率、检验方法、耦合剂、验收标准、对比试块号、检验结果、检验人、审定人和检验日期等。

检验合格的产品应填写在报告单上，经检验不合格的产品要有明显的标记，以防混料。