金属材料超声无损检测技术应用研究

王媛

摘  要：随着时代的发展进步，涌现出大批先进的科学技术，在各个领域中发挥重要作用，其中就包括超声无损检测技术，被科学运用到工业装备检测中，取得了不错的应用效果，主要用于检测金属材料，获得精准检测结果的同时还不会对材料产生任何破坏。本文主要围绕金属材料超声无损检测技术展开研究，先概述超声无损检测概念及现状，接下来介绍常用的超声无损检测方法，最后研究金属材料超声无损检测技术应用，希望为工业装备检测工作提供一定的参考借鉴。

关键词：金属材料;超声无损检测技术;应用

作为最常用的制造原料，金属在工业领域的重要性不言而喻，直接影响到工业产品质量，为此工业生产中要加强对金属材料质量的管控，选择适合的检测方式，而超声无损监测技术就是一个很好的选择，一方面可以检测材料内部缺陷，另一方面可以检测内部的微观部分，快速得到金属材料的检测技术。近些年，国家开始重视超声无损检测技术在金属材料的应用，逐渐加大研发力度，同时拓宽应用领域，取得不错的研究成果。

1 超声无损检测概念及研究现状分析

超声无损检测技术主要利用超声波完成检验工作，可以快速发展材料或者工件本身存在的缺陷问题，在应用该检测技术时，会发射超声波，投射到检测物体上，如果存在缺陷问题，就会反射超声波，根据反射声讯号及声波判断缺陷情况，同时还可以考虑到衰减问题。超声无损检测技术的应用范围较广，除了检验金属材料外，还可以检验大型锻件，拥有灵敏度高、操作简便、成本低等优势，配合计算机技术的使用，可以得到更加直观可靠的结果。

我国也开始逐渐加大研发力度，推动超声检测技术迈向新的阶段，出现了很多新型的检测仪器，包括信号处理器、数字化超声仪器等，人们也开始意识到超声检测技术的重要性，现阶段主要用于工件质量控制及金属材料检测。

2 超声无损检测方法研究

2.1 连续波透射法

连续波投射法需要安置两个探头，分别放置在被测物体的两侧上，其中一个探头负责在检验中发射超声波，发射时保证超声波连续不断，另一个则负责接收工作，相互配合完成检验工作。如果被测物体没有任何缺陷问题，完全符合工业生产需求，就可以接收到较为强烈的超声波信号，这也表示被测物体通过检测;如果被测物体存在一些细小的缺陷问题，少部分超声波会发生反射，导致接收探头收到的信号较为委托;如果被测物品的缺陷较为明显，截面完全遮挡声速，这时候就会发生全面反射，接收探头没有收到任何信号，代表物体缺陷较为明显。

2.2 共振法

共振法主要通过试样的共振特性，对构件厚度变化和缺陷情况进行判断。利用声波在被检测物体中进行传递，在试样厚度和超声波半波长之间为整倍数的时候，由于反射与入射波的相位相同而出现共振，并产生共振频率，通过邻近的两个共振频率的差值对试件厚度进行计算，如工件厚度或试样内存在的缺陷发生变化，需要对试件共振频率进行改变。在求解出共振次数n与共振频率f时，就可以算出工件厚度。因为使用这种方式进行检测结果较为准确，且所应用的设备也比较简便，适合在厚壁测量中使用。另外，在工件的厚度发生变化或出现比较大的缺陷时，会出现共振点偏移或共振消失的现象，这种情况适合在板材点焊质量、复合材料的胶合质量、板材内部夹层、均匀腐蚀量等缺陷的检测中使用。

2.3 脉冲反射法

此种方式主要运用超声脉冲波，利用反射机理在两种不一样的介质界面上来检测工件的缺陷。使用同时拥有发射与接收作用的换能器，在荧光屏上将接收的信号展现出来。若构件中没有缺陷，荧光屏上展示的是底波B和始波T;当发生比声束截面的缺陷小时，荧光屏上中展示的是缺陷F，缺陷声程与F波在时基轴上的位置有关，故而能够对试件中缺陷位置进行确定。缺陷的反射方向角和反射面积的大小决定了缺陷当量的大小，能够对缺陷当量大小进行评价;当出现大于声束截面的缺陷时，反射全部声能，在荧光屏上将对大的缺陷波和始波进行显示。

2.4 脉冲透射法

此方法主要在被检试件两边装有发射、探收探头，并使两个探头的声轴保持在一条直线上，试件与探头之间耦合良好，按照超声波穿透试件后的能量浮动情况，来评判试件内部质量的好坏。试件中不存在缺陷时，在荧光屏上会展现具备一定幅度的回波脉冲B和始波T;在试件中出现较小缺陷时，由于声波被缺陷挡住，回波信号幅度降低;当试件中发生了面积比声束载面的缺陷大时，荧光屏上失去回波信号，对起始脉冲T进行显示。

3 金属材料超声无损检测技术应用

3.1 科学选择超声无损检测技术方法

不同金属材料各方面差异较大，包括尺寸、形状、内部性质等，后续使用可能出现不同的缺陷问题，在正式开始超声无损检验之前，要先通过测试的方式选择最佳的检测方法，在选择时，主要从两大方面入手，一方面要考虑到本次检测的金属材料最可能出现的缺陷问题，另一方面要考虑到检测技术存在的不足之处，是否需要配合使用其他方法，充分考虑上述两大问题后，才能选择最适合的一种技术方法。

3.2 选择合理的时间段开展无损检测工作

不同金属材料性能方面存在不小差异，即使材料完全一致，在不同时间段开展检测工作，得到的结果可能有所不同。为此，在检验之前，要选择最佳阶段，充分发挥无损检测的优势，在选择时间段时，通常从金属性能入手，如果因为某些原因需要提前检测，也要选择最佳检测时机，这样才能得到精准的检测结果。

3.3 升级超声无损检测方式

在应用超声无损检测技术时，还要考虑到时代的发展要求，展开合理的升级改造工作，逐步提升无损检测技术水平。现阶段我国科技水平飞速提升，推动工业领域发展，各项科学技术也得到改进优化，超声无损检测技术检测结果越来越精准，涌现出大量先进的检測设备，逐渐向着集约化的方向发展。

3.4 应用注意事项

在应用超声无损检测技术时，还要注意以下几方面内容：第一，在应用检测技术时，一定要按照方案要求操作，遵循无损检验标准，按照一定的顺序操作，才能得到精准有效的检验结果。第二，根据检验时间要求确定工业生产步骤，充分发挥技术优势。第三，在超声无损检验期间，要先精准定位，将探头安装在合理的位置上，才能为后续无损检测奠定良好的基础。第四，超声无损检验期间，要精准确定反射波幅值，才能提供完整准确的超声波。

4 结束语

综上，超声无损检测技术优势众多，为工业生产行业提供巨大帮助，提高金属材料利用率，减少不必要的资源消耗，推动工业经济迅速发展。现阶段，超声无损技术越来越成熟，在电子信息技术的帮助下，实现自动化作业，提供工业领域检验能力，拥有广阔的发展前景。在应用无损检验技术时，要注意结合金属材料的实际情况确定检验方法及最佳检验时间段，才能充分发挥技术优势，得到精准检验结果，应用期间还要注意一些注意事项，希望本文为今后超声无损检验技术的应用提供一定的帮助。

参考文献

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