大规格铝合金锻件超声波纵波探伤缺陷判定方法

采用超声波纵波对铝合金锻件进行无损检测是保证锻件产品内部质量最有效的检测手段，依据国家标准GB/T6519-2000《变形铝合金产品超声波检验方法》进行验收。正常情况下，超声波纵波探伤的缺陷判定方法是在始波与底波中间出现的反射波为缺陷波，但是在探伤实践中我们发现，在始波与底波中间出现的反射波并非一定是缺陷波反射。在一次供某用户铝合金锻件200多件的A级检测过程中，废品率在80%以上，我们对其中两件不合格品进行定位取样加工，而在精确定位时未发现缺陷，为了得出正确的超声波探伤结果，我们采用不同的超声波探伤仪、不同的探头、设定不同的探伤参数进行超声波探伤对比试验，通过探伤生产实践总结出怎样能正确判定反射波是真实缺陷波的经验。

1 A型超声波纵波脉冲反射法原理

A型超声波纵波脉冲反射法是由超声波探头发射脉冲波到试件内部，通过观察来自试件内部缺陷及底面反射波的情况来对试件进行检测的方法。图1是A型脉冲反射法探伤的基本原理，当试件中不存在缺陷时，显示图形中仅有发射脉冲T和底面回波B两个信号；当被检试件中存在缺陷时，在发射脉冲与底面回波之间将出现来自缺陷的反射回波F，通过观察F的反射波高度可对缺陷的大小进行评估，再通过观察回波F距发射脉冲的距离，可得到缺陷的埋藏深度。

2 铝合金锻件超声波探伤

2.1 探伤灵敏度调试方法——试块比较法

按照GB/T 6519-2000《变形铝合金产品超声波检验方法》标准要求：

根据被检件上下表面机械加工余量来选择对比试块。通常应有两块，第一块平底孔的埋藏深度等于被检件上表面机械加工余量，第二块等于被检件的厚度，将两块对比试块平底孔的反射波高分别调到荧光屏满刻度的80%，比较两者的增益（或衰减）dB值，取灵敏度较低者即为检测灵敏度。

2.2 铝合金锻件现场探伤情况

2.3 剖伤分析

由于探伤废品量在200多件，我们对废品进行了取样、准备剖伤。对其中两个不合格品进行缺陷定位后，取试样加工，精确定位时并未发现缺陷反射波。之后，我们又对锻件号289中10件进行了六面探伤，灵敏度调试方法与现场生产相同，但仪器重复频率的设置，由原来“2”档改为了“1”档，扫描量程设置在250mm档上，均未发现缺陷信号反射波。

出现这种不同的探伤结果，我们需要对已探不合格的200多件产品重新审定探伤结果。

3 对比试验

我们选取了四种检测仪器CTS-23、CTS-23B、CTS-32和ST-340，采用不同参数设置对锻件号289中10件不合格品进行对比试验。表1是不同仪器、不同探伤参数的探伤试验结果。

通过试验，由于扫描量程的选择和发射脉冲倍乘档设置不同，出现了探伤结果的不同，扫描量程和倍乘档都与发射脉冲重复频率有关。

为了验证检测结果，选取两件有问题的被检试件进行定位，并切取试样，厚度由175mm切取到厚度60mm方形试件（即保留有缺陷波反射的区域），用表1方法、六面分别进行检测，未发现缺陷反射波。

4 原因分析

重复频率是每秒钟发生脉冲的次数，重复频率低时，荧光屏图形较暗，仪器灵敏度有所提高；重复频率高时，荧光屏图形较亮。重复频率应根据探伤工件厚度进行调节，厚度大，应使用较低的重复频率，厚度小可使用较高的重复频率。但在探测厚件时，重复频率高，易出现幻像波，这种波的出现容易被误判为缺陷波，采用手工探伤时，重复频率低，探伤速度要慢。

批量生产时，由于探伤量大，成品急于交货，探伤员习惯把发射脉冲重复频率倍乘档放在“2”档上，荧光屏显示波形亮，易于探伤波形观察并可提高探伤速度。

这种调试方法，在探测厚度较大的工件，尤其探测表面粗糙度较大时，容易产生幻像波，进而误判为缺陷波。

5 复探结果

通过对比试验、原因分析，确定原现场探伤结果为误判。我们对前期200多件及后续生产的同类锻件重新对比探伤，探伤结果不合格率仅为10.17%。

6 结束语

6.1 通过采用不同型号的仪器、不同的探伤参数所获得的探伤结果证明原现场探伤结果是由于探伤参数设置不当导致的结果不正确，大多数缺陷反射波为幻像波，即伪缺陷波。

6.2 通过此次试验证明，在探测厚件时，重复频率设置不能高，探伤速度不能快，避免幻像波的产生。

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