液压油缸环焊缝超声波检测方法
摘要: 液压油缸环焊缝超声波检测方法,用轴向垂直斜入射探伤方法，通过查找坐标曲线，从而使缺陷定位更方便、准确。
关键词：油缸；环焊缝；垂直斜入射法
液压油缸环焊缝用超声波探伤时,往往由于油缸表面为凸面而对缺陷难以定位。所以在探伤时引进油缸环焊缝轴向垂直入射法是十分有必要的。本方法是将超声波探头置于油缸的环焊缝上作周向移动。它主要目的是为了检测焊缝中的横向缺陷。
1.与环焊缝曲率的关系
轴向垂直斜入射探伤与油缸环焊缝曲率有关系。众所周知，在环焊缝中采用单一的横波来进行探伤，并且要扫查到整个焊缝截面时，则分别要满足下列条件：
t／R<0.4 ……………(1)
t／D<0.33 ………… (2)
式中，R一外半径； D一内径；t一壁厚。
2.探头折射角的选择
探头折射角的选择应使油缸环焊缝中只存在单一的横波。因此，对入射角 L要有一定的限制。它既要大于**临界角 u又要小于折射横波与油缸环焊缝内壁相切时入射角。它们的关系是:
aL1
sin-1 <аL< sin-1（ ×） ……………… (3)
式中，CL1、CL2 一纵波声速；CS2 一横波声速
3.探头与工件表面的耦合
因为油缸环焊缝曲率的关系，使探头与曲面接触将使声波耦合和折射角受到很大影响．并且直接影响对探伤结果的判定。要解决探头与曲面耦合的问题，可以将探头底面粘接一块与探头一样大的4 mm厚有机玻璃滑块。滑块的曲率与环焊缝曲率相同(如图l所示)。经实际使用效果很好。
4 对比试块
对比试块按图l制作。试块的曲率与油缸环焊缝相同，试块上钻有Ф2x40mm横孔，用于调节扫描比例和调整探伤灵敏度。由于探头粘上滑块，所以探头的入射点及折射角都改变了，必须重新测试。在试块内外表面各开一个相同深度的方形槽，用于测定探头折射角。
5 缺陷位置确定
缺陷位置可以根据已测定的折射角、示波屏上的反射体声程及环焊缝的曲率半径用计算的方法确定。为了便于提高现场探伤效率。我们可以事先通过计算，把主声速的声程、缺陷定位弧长和深度三者关系绘制在坐标图一缺陷定位曲线上。在现场探伤时我们只要根据示波屏上的读数，就可以确定出缺陷的位置和深度。缺陷定位或曲线制作方法如下。
5．1 计算定位弧长
如图2所示，在△oab中，由正弦定理：
= 得
…………………(4)
所以θ=180°-β-а；将角分成n等份，
θn1 = 。
5.1 计算声程
5.2 计算深度
根据油缸壁厚和曲率选定探头的折射角为β。假如β=40°，将β值代人(4)式，求出各段弧长、声程和深度等一系列数值(见表1)，然后，在坐标纸上绘出声程的定位弧长曲线f深度定位曲线S0如图3所示。
缺陷定位曲线使用时。先将仪器按声程1：n的比例调节好扫描比例。探伤时，一旦发现缺陷，将缺陷波的声程距离从图3中的横坐标轴上找出对应点，再查到这点垂直相交曲线S和曲线f，交点O1和O2所对应的纵坐标，则分别是缺陷深度和定位弧长大小。
6 结语
轴向垂直斜入射探伤方法现场探伤时对缺陷的定位很方便、很准确，保证了对油缸焊缝中缺陷一次返修合格。达到了降低成本，提高生产效率的目的。