專利名稱：焊縫聚焦探頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種超聲波探傷儀探頭，特別涉及一種焊縫聚焦探頭。
背景技術(shù)：
目前國內(nèi)外焊縫超聲波檢驗(yàn)，普遍使用的斜探頭是平板晶片與斜楔直接粘貼在一起。超聲波探傷儀發(fā)出的高頻電脈沖信號(hào)，由晶片轉(zhuǎn)化為超聲波，聲波以發(fā)散形式通過斜楔與工件，前后聲波到工件表面時(shí)間不等，后方聲波用時(shí)短，在工件表面提前反射，與前方聲波發(fā)生干涉；焊縫余高反射波進(jìn)入缺陷評定區(qū)。
這樣的斜探頭檢驗(yàn)焊縫的缺點(diǎn)(1)聲波發(fā)散，聲波行程遠(yuǎn)的焊縫表面、近表面、熱影響區(qū)的裂紋及微小缺陷較難發(fā)現(xiàn)。
(2)缺陷定位不準(zhǔn)。非聚焦斜探頭前沿距離大，K值小，薄工件焊縫，聲波行程較短，需要多次反射波檢驗(yàn)焊縫，多次接觸工件表面，造成定位不準(zhǔn)。一次余高反射波方向不定，它發(fā)現(xiàn)缺陷，定位不準(zhǔn)確。
(3)由于前后聲波到工件表面時(shí)間不等，造成在缺陷評定區(qū)內(nèi)，有一次波、二次波、相干波、焊縫余高反射波、缺陷波等多波混雜，所以，有反射波不一定是缺陷波。真假難分，缺陷評定不準(zhǔn)，容易漏檢和誤判。
(4)檢驗(yàn)薄工件焊縫能力弱。我國標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，焊縫超聲波檢驗(yàn)的鋼材工件厚度為大于等于8毫米，小于8毫米焊縫，檢驗(yàn)質(zhì)量不能保證。
這些問題，直接影響了焊縫超聲波檢驗(yàn)質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容
解決的技術(shù)問題焊縫表面、近表面、熱影響區(qū)的裂紋及微小缺陷較難發(fā)現(xiàn)；缺陷定位不準(zhǔn)，容易漏檢和誤判；檢驗(yàn)薄工件焊縫能力弱。
本實(shí)用新型目的是提供一種焊縫聚焦探頭，利用凹面聚焦聲透鏡變發(fā)散聲波為聚焦聲波提高焊縫的檢驗(yàn)?zāi)芰蜏?zhǔn)確率。
技術(shù)方案焊縫聚焦探頭，在晶片與斜楔之間增裝凹面聚焦聲透鏡?；窘Y(jié)構(gòu)見圖1，外殼6內(nèi)，晶片1與插座5用電線4連接，晶片1、凹面聚焦聲透鏡2、凸面斜楔3用膠依次粘貼在一起，周圍用吸聲材料7填充。晶片1、凹面聚焦聲透鏡2、凸面斜楔3的選材、各部位尺寸、凹面聚焦聲透鏡2、凸面斜楔3的前半徑r1，后半徑r2、K值，都是根據(jù)工件材料、厚度、焊縫結(jié)構(gòu)形式的計(jì)算數(shù)據(jù)確定。聲波聚焦方式聲波前后方向聚焦，左右方向不聚焦，聲波聚焦成一條線段，稱為焦線，所有聲波到焦線的時(shí)間是相等的。
焊縫聚焦探頭的工作原理見圖1，超聲波探傷儀發(fā)出的高頻電脈沖信號(hào)，通過高頻電纜進(jìn)入焊縫聚焦探頭的插座5、電線4，再由晶片1轉(zhuǎn)化為超聲波，由凹面聚焦聲透鏡2與凸面斜楔3的r1r2弧面變?yōu)榫劢钩暡?，通過凸面斜楔3與耦合劑，再傾斜穿過焊縫9，最后，所有超聲波聚焦到工件8的表面，并使，焦線到焊縫邊緣距離d符合雙面雙側(cè)檢驗(yàn)的一次波焊縫聚焦探頭，d＞L1；單面雙側(cè)檢驗(yàn)的一、二次波焊縫聚焦探頭，d＞AA1/2。
d焦邊距，指一次波探頭在工件8上表面，前端與焊縫邊緣靠緊，一次波傾斜穿過焊縫，聚焦在工件下表面，焦線到焊縫邊緣之間的距離。
L1一次波焊縫聚焦探頭前沿距離。
AA1二次波焊縫聚焦探頭中心波入射點(diǎn)到前端聲波入射點(diǎn)之間的距離。
凹面聚焦聲透鏡、凸面斜楔的前半徑r1，后半徑r2的數(shù)值相等，取值準(zhǔn)確，否則，會(huì)造成前后聲波不聚焦；或聲波不能聚焦在工件表面；或超出d值規(guī)定范圍。這幾條，均不符合焊縫聚焦探頭的要求。
焊縫聚焦探頭檢驗(yàn)焊縫的有益效果(1)聲波聚焦，隨著聲波行程值的增加，聲波變窄，指向集中，聲波聚焦在工件表面，提高焊縫表面、近表面、熱影響區(qū)裂紋及微小缺陷的發(fā)現(xiàn)率；(2)所有聲波聚焦到工件表面，即所有聲波到工件表面時(shí)間相等，在缺陷評定區(qū)內(nèi)，無多次反射波，無相干波、無焊縫余高反射波，有反射波就是缺陷波，缺陷評定直觀，定位準(zhǔn)確。
(3)一次波探頭前沿距離小，K值大，采用單一的一次波、二次波檢驗(yàn)，提高薄工件焊縫檢驗(yàn)?zāi)芰?，可檢3～7毫米的鋼、鋁、鎳、鈦及其合金等的薄工件焊縫。


圖1是本實(shí)用新型剖面結(jié)構(gòu)示意圖，也是說明書摘要附圖。1、晶片2、凹面聚焦聲透鏡3、凸面斜楔4、電線5、插座6、外殼7、吸聲材料。
圖2是一只焊縫聚焦探頭雙面雙側(cè)檢驗(yàn)，探頭起始位置圖8、工件9、焊縫10、位一探頭11、位二探頭T、工件厚度d、焦邊距L1、探頭前沿距離。
圖3是兩只焊縫聚焦探頭單面雙側(cè)檢驗(yàn)，探頭起始位置圖8、工件9、焊縫12、一次波探頭13、二次波探頭T、工件厚度A、中心波入射點(diǎn)A1、前端聲波入射點(diǎn)d、焦邊距。
具體實(shí)施方式
1、一只焊縫聚焦探頭雙面雙側(cè)檢驗(yàn)見圖2，先用，位一探頭10檢驗(yàn)，位一探頭10開始位置，在工件8上焊縫9的一側(cè)，前端與焊縫9的邊緣靠緊。位一探頭10向后移動(dòng)，檢驗(yàn)中心波以下焊縫區(qū)域。后用，位二探頭11檢驗(yàn)，位二探頭11開始位置，在工件8下表面焊縫9另一側(cè)，中心波與位一探頭10中心波重合，位二探頭11向后移動(dòng)，檢驗(yàn)中心波以上焊縫區(qū)域，無漏檢區(qū)。由于d＞L1，位二探頭11還可以向前移動(dòng)到焊縫9邊緣，這時(shí)，它的中心波在位一探頭10中心波以下，位二探頭11向后移動(dòng)，兩中心波之間是重復(fù)檢驗(yàn)區(qū)，無漏檢區(qū)。
位一探頭10，聲波聚焦在工件下表面，位二探頭11，聲波聚焦在工件上表面，易于發(fā)現(xiàn)焊縫上下表面、近表面、熱影響區(qū)裂紋及微小缺陷。
1∶1深度定位調(diào)節(jié)儀器，一次波缺陷評定區(qū)是深度值小于T的區(qū)域，所有一次波傾斜穿過焊縫，聚焦在工件上下表面，即所有一次波到工件上下表面的時(shí)間相等，在深度值小于T的焊縫內(nèi)，工件上下表面無提前反射波，無二次波，無相干波，無一次焊縫余高反射波，有反射波無疑是缺陷波。缺陷波都是一次波發(fā)現(xiàn)，定位準(zhǔn)確。
2、只能單面檢驗(yàn)的焊縫，用兩只焊縫聚焦探頭單面雙側(cè)檢驗(yàn)見圖3，先用，一次波探頭12檢驗(yàn)。一次波探頭12起始位置是，在工件8上焊縫9的一側(cè)，前端與焊縫9邊緣靠緊。一次波探頭12向后移動(dòng)，檢驗(yàn)中心波以下焊縫區(qū)域。后用，二次波探頭13檢驗(yàn)。二次波探頭13起始位置是，二次波探頭13在工件8上焊縫9的另一側(cè)，它的二次中心波與一次波探頭12中心波重合，二次波探頭13向后移動(dòng)，檢驗(yàn)中心波以上焊縫區(qū)域，無漏檢區(qū)。
一次波探頭12，聲波聚焦在工件8下表面；二次波探頭13，聲波聚焦在工件8上表面，易于發(fā)現(xiàn)焊縫上下表面、近表面、熱影響區(qū)的裂紋及微小缺陷。
一次波探頭12的檢驗(yàn)，1∶1深度定位調(diào)節(jié)儀器，一次波缺陷評定區(qū)是深度值小于T的區(qū)域，所有一次波傾斜穿過焊縫，聚焦在工件下表面，即所有一次波到工件下表面的時(shí)間相等，在深度值小于T的焊縫內(nèi)，工件下表面無提前反射波，無二次波，無相干波，無一次焊縫余高反射波，有反射波無疑是缺陷波。缺陷波都是一次波發(fā)現(xiàn)，定位準(zhǔn)確。
二次波探頭13的檢驗(yàn)，1∶1深度定位調(diào)節(jié)儀器，二次波缺陷評定區(qū)是深度大于T，小于2T的區(qū)域。在一次波探頭12與二次波探頭13的中心波重合時(shí)，由于d＞AA1/2，AA1/2＝BB1，d＞BB1，(BB1是中心波與工件下表面交點(diǎn)B到前端聲波與工件下表面交點(diǎn)B1之間的距離)二次波探頭13的所有一次波不進(jìn)入焊縫，在深度值大于T的焊縫內(nèi)，無一次波，無相干波，無下焊縫余高反射波，只有二次波。二次波探頭13的所有二次波傾斜穿過焊縫，聚焦在工件上表面，即所有聲波到工件上表面的時(shí)間相等，在深度小于2T的焊縫內(nèi)，工件上表面無提前反射波，無三次波，無相干波，無上焊縫余高反射波，也只有二次波，即在二次波評定區(qū)，深度值大于T小于2T內(nèi)，有反射波無疑是缺陷波。因只有二次波發(fā)現(xiàn)缺陷，故定位準(zhǔn)確。
權(quán)利要求1.一種焊縫聚焦探頭，包括晶片、凸面斜楔、電線、插座、外殼、吸聲材料，其特征是還有凹面聚焦聲透鏡(2)；晶片(1)、凹面聚焦聲透鏡(2)、凸面斜楔(3)用膠依次粘貼在一起。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的焊縫聚焦探頭，其特征是凹面聚焦聲透鏡(2)、凸面斜楔(3)的前半徑r1，后半徑r2的數(shù)值相等。
專利摘要一種屬于超聲波探傷儀探頭技術(shù)領(lǐng)域的焊縫聚焦探頭，采用的技術(shù)方案為在晶片與斜楔之間增裝凹面聚焦聲透鏡，晶片、凹面聚焦聲透鏡、凸面斜楔用膠依次粘貼在一起。超聲波探傷儀的高頻電脈沖信號(hào)由晶片轉(zhuǎn)化為超聲波，由凹面聚焦聲透鏡與凸面斜楔的r
文檔編號(hào)G01N29/04GK2844915SQ20052002945
公開日2006年12月6日 申請日期2005年11月21日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月21日
發(fā)明者林樹森 申請人:林樹森