铝合金中厚板探伤方法说明

铝合金中厚板是指厚度>6mm的铝合金板材，铝合金中厚板则广泛应用于航空航天和交通运输等领域。随着我国航空航天及交通工业的高速发展和现代化的进程，此类铝合金板材的需求量急剧增加。

航空航天及交通运输领域，对铝加工材料的要求非常严格，材料中任何微小的缺陷都可能造成整体机械性能的大大降低，甚至会导致严重事故。由于我国铝加工设备和加工工艺存在不稳定性，铝合金板在生产过程中难免会出现各种缺陷，为确保这些重要用途铝合金板材的性能，根据下游客户的要求，在中厚板生产过程中会进行超声波A级或AA级探伤。

铝合金中厚板超声波探伤

在目前的钢板超声波探伤设备中，大量使用的是基于压电效应的脉冲反射式超声波探伤。其中包括纵波、横波、瑞利波、兰姆波探伤。纵波探伤主要能发现和探测面平行或较大的稍有倾斜的缺陷，适合于铝合金板材探伤。

脉冲反射式纵波探伤其原理是使用超声波扫描被检板材，如遇到不同声阻抗介质的界面，便有声能反射回来，即缺陷信号或界面信号显示在检验装置的荧光屏上，以示出其位置和当量大小，按耦合介质的不同分为接触探伤和水浸探伤。

超声探伤方法的比较

脉冲反射式接触探伤是铝合金板材探伤最基本的方法，用探头直接接触板材进行探伤，使用直接接触法应在探头和被探测板材表面涂一层耦合剂作为传声介质，常用的耦合剂有机油、甘油等。这种方法多为手动检测，操作方便，适合现场检验，成本较低；同时入射声能损失少，灵敏度高。其缺点是操作人员的劳动强度大，受人为因素影响较大，不利于实现自动化操作。

脉冲反射式水浸探伤是铝合金板材探伤中最常用的方法，此法以水作为耦合剂，使探头发射的声波经过一段水后再进入工件探伤。水浸法的优点是：

(1)探头与板材不接触，因此超声波的发射与接收都比较稳定，不像接触法中灵敏度受到油膜厚度、接触压力和表面光洁度等因素的影响；

(2)被检测板材的界面回波信号比发射脉冲信号窄得多，能量弱的多，就被检测板材而言，这大大缩小了盲区，从而与非液浸法相比，能探测比较薄的板材。普通的接触法能检测的板材的最小厚度为l0mm，水浸法能检测的最小厚度为6mm；

(3)容易实现自动化操作，可以检查大规格的板材，目前板材最大宽度可达3500mm，最大长度可达39000mm。

水浸探伤法根据板材和探头浸没方式可分为全没液浸法、局部液浸法和喷流式局部液浸法等三种方式实际铝板材检验中只使用第一种方法，主要因为其它两种方法的精度不高。

近年来用于铝合金板材探伤的水浸式探伤仪装备有相控阵聚焦探头。超声相控阵的关键是，通过压电换能元件规则排列以及对每个元件的发射时问和相位加以控制，达到不更换探头即可动态改变波束位置和方向的目的。相控阵聚焦技术的原理如图2所示，控制相控阵各阵元发射信号的时间延迟，使其发射的声波在焦点处同相，超声波束在焦点处同相叠加，振动达到最大值即形成聚焦。改变各阵元激发的延时规律，可以改变焦点位置和波束指向，形成在一定空间范围内的扫描聚焦。

铝合金板材超声波探伤设备

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