对于轴锻件我们常使用纵波的检测方法来探测其内部缺陷,而饼类、碗类和筒类锻件,这些方法也适用。下面以轴类锻件为例作简要分析。对于与轴向平行的缺陷(横向缺陷),我们一般将探头放置在轴端面上进行探测,而对于与轴向垂直的缺陷(纵向缺陷),则将探头放置在轴面上进行探测。而对于其他取向的缺陷,则有时候可以采用横波斜探头对其进行检测。如下图所示。而若是在役的车轴或机电轴,则因为已装上了车轮或者其他遮挡物,而不好在轴面上放置探头,此时可以使用爬坡探头在没有遮挡物处进行检测,爬坡探头有别与横波斜探头,其检测深度较浅。当是近表面的缺陷时(一般深度小于5mm),由于探头盲区的影响,则纵波直探头和横波斜探头不适用,此时可使用双晶探头扫查。
对探测条件进行一些限制,能有效提高缺陷检出率,这些条件一般包括下面四种:探头的选择,耦合方式及扫查,试块及探伤时机的选择。探头一般要根据锻件的晶粒粗细进行选择,对与直探头,一般选用晶片直径10-30mm,频率2.5-10MHz的。耦合方式一般为接触耦合或液浸耦合,所用试块则多用平底孔试块,探伤的时机一般选择在热处理后和加工前这段时间。
设备灵敏度调节一般有底波法和试块法,具体操作步骤可以参考本网站前面所发表的文章。特别要注意的是底波法适用条件是检测的深度要大于3N,而试块法也有同声程和不同声程两种。缺陷位置和大小的测定,位置可由比例系数和屏幕上的波的位置经过简单计算得出,而大小可用当量计算法和测长法进行,当是平面检测时,可用探头移动的距离测长。对于评定则以单个缺陷、底波和密集缺陷按所用标准进行分级评定。
下面以钛合金锻件的检测为实例作相应讲解。钛合金锻件具有比重小(约4.5)、熔点高(1600℃)、塑性好,比强度高、耐蚀性强等特点,故常用于飞机和发动机的重要承载部件。它常出现的缺陷类型一般有铸造时出现的偏析型缺陷,例如β偏析、β斑、富钛偏析、α偏析、间隙型α稳定偏析(I型α偏析,周围常伴有细小的孔洞、裂纹,含有氧、氮等气体,脆性较大。)、富铝型α稳定偏析(II型α偏析,伴有裂纹并有脆性而构成危险性缺陷。)。夹杂也是该类构件常见的缺陷类型,一般多是高熔点、高密度的金属夹杂物,这些夹杂物容易导致裂纹的发生与扩展,是不允许存在的。而锻造工序主要产生的是锻造裂纹。产生原因一般是钛合金在高温时粘性大,流动性差,导热性不好,容易在锻件内部产生剪切带(应变线),当达到一定的严重成都时即导致开裂,这些裂纹的取向一般沿大变形应力方向。
用纵波法,检测灵敏度要求高为1.2-12~16dB,可根据缺陷波、底波、杂波进行判断,再根据企业标准进行缺陷的评级。