第四章焊缝超声波探伤
第三节焊缝超声波探伤定位
超声波探伤定位的方法是利用尺寸的试块(或工件)作为反射体来调整探伤仪的时间轴，然后依据反射波消灭在时间轴上的位置，确定缺陷的位置。
一、斜探头定位与直探头定位的区分
纵波探伤时定位比较简洁，如探测100mm厚的工件，可把底面回波调在10格，则每格代表工件中的声程(或垂直距离)为100/10=10(mm)。(因耦合层极薄，可无视不计)。探伤时，假设在6格消灭缺陷波，则缺陷离工件外表的距离为6×10=60mm。
横波探伤时的定位比较简单(见图5
–7所示)，与纵波探伤相比有三点区分：
①超声波射到底面时无底面回波(故时间轴需在试块上预先调整)；
②有机玻璃斜楔内一段声程OO(称斜探头本体声程)在中薄板焊缝
图4–7横波探伤定位示意图
探伤定位时不能无视，必需加以考虑。
③超声波的传播路线为OOAB(或
OOB)折线，定位时，必需得用三角公式进展计算。二、斜探头探伤定位根本原理
焊缝探伤前，一般先进展斜探头入射点和折射角的测定，以准时间轴的调整。故入射点O和折射角是的，示波屏上扫描线每格所代表的距离(可以是水平距离、垂直距离或声程)也是可知的。这样，在直角三角形中，知道一只角、一条边、则其他两条边也可求出，故缺陷位置(缺陷离探头入射点的水平距离和深度)便可确定。
依据时间扫描线调整方法的不同，可分三种定位法：
水平定位法
即时间扫描线与水平距离成相应的比例关系。
垂直定位法
即时间扫描线与深度距离成相应的比例关系。
声程定位法
即时间扫描线与声程距离成相应的比例关系。
一般板厚≤24mm时，用水平定位法、板厚≥32mm时用垂直定位法。时间轴的调整，其最大测定范围应在1S～1.5S之间(1S为一个跨距的声程距离)。
三、焊缝超声波探伤定位的常用方法
多年来，不少厂矿企业中的检测人员依据自己产品的特点，经过不断摸索、反复实践，
已总结出了好多简便、有效的定位方法，下面仅介绍几种常用的定位方法。
计算法
计算法定位是应用得比较早的一种方法。由于承受计算法定位比较麻烦，故目前已很少应用。但此法是探伤定位的根底，把握其原理
图4–8计算法定位原理
后，在实际探伤中将有很大帮助，故作为一种方法介绍。其定位原理见图4–8所示。
图中：A—横孔；—孔深；O—入射点；—折射角；l—横波在钢中声程；l—有机玻
0
璃本体声程；S—入射点到横孔的水平距离；x—探头中纵波声程在示波屏上所占格数；x
1 0 1
—钢中横波声程在示波屏上所占格数；x—整个声程所占的格数；l—有机玻璃中本体声程
0
转换成相当于钢中横波声程。
依据声速比则有：l
3230l
l
0 27000 0
从图中可看出：S
1
tg S
0
sin1.2l
0
则示波屏上每格所代表的水平距离为：
S S
S 1 0
tg 1.2l
0
sin 1.2l
0
cos
tg (4–4)
x x x x
当使用探头折射角=67°、l=12mm、x取5格，则依据式(4–4)可求得不同板厚时的S
0 x
值，见表4–3：
表4–3不同板厚时的S值
x
板厚T(mm)
12
14
16
18
20
22
24
26
28
30
S(mm)
x
8.3
9.2
10.2
11.2
12.1
13.0
14.0
14.9
15.9
16.3
探伤时，假设缺陷波在波屏上的格数x，则缺陷离探头入射点的水平距离为：
SS (xx)S
1 x
同理，当承受深度定位法时，则每格所代表的垂直距离S为：
y
cos1.2l
S 0 (4–5)
y x
当承受声程定位法时，则每格所代表的声程距离为：
1.2ll
S 0
1 x
(4–6)
计算法水平定位步骤如下：
①测入射点O；②测折射角；③扫射孔深等于板厚的横孔A，找到最高回波，调至5格(x=5)；④按式(4–4)计算S值，或查表S值；⑤探伤中消灭缺陷波，其缺
x x
陷 水 平
距 离 SS
1
(xx)S ；
x
⑥缺陷深度H
S。tg
例如，用上述探头探测板厚(T)为20mm的焊缝，探伤中在示波屏4格消灭一个缺陷波，求缺陷到探头入射点的水平距离。
解：缺陷到探头入射点的水平距离SS
1
(xx)S
x
式中：S
1
Ttg 202.3647mm
x=5，x=4；
则S=47－(5－4)×12.135mm
答：缺陷离探头入射点的水平距离为35mm。计算法定位具有如下优点：
a.定位原理比较清楚；b.底波位置明确；
一次底波调到5格时，示波屏最大测定范围