焊縫室溫超聲波探傷用的橫波斜探頭，其透聲鍥材料為有機(jī)玻璃。有機(jī)玻璃的聲速隨溫度的升高會(huì)急劇減小，使得探頭K值急劇變大；在用常規(guī)探頭探傷對(duì)接焊縫時(shí)，使得缺陷的定位不準(zhǔn)，更為嚴(yán)重的是隨著溫度的升高作為透聲鍥的有機(jī)玻璃會(huì)變軟以致脫落失效，壓電晶片性能、有機(jī)玻璃與耦合劑之間波的折射都會(huì)發(fā)生變化。因此，對(duì)于高溫下部件焊縫的超聲波探傷必須采用在高溫下聲學(xué)特性變化小的材料制作探頭。高溫探頭的壓電晶片應(yīng)選用居里溫度較高的鈮酸鋰(1200℃)、石英(550℃)、鈦酸鉛(460℃)來制作，探頭選用居里溫度高的鈮酸鋰壓電晶片，外殼與阻尼塊為不銹鋼，透聲鍥采用耐高溫材料制作，殼體與晶片之間采用特殊釬焊，導(dǎo)線選取無機(jī)物絕緣體同軸電纜。

焊縫高溫狀態(tài)缺陷定位問題

在鋼材中超聲波的聲速隨著溫度的升高而降低，探頭折射角、聲程等均與室溫下不同，因此高溫探傷時(shí)必須考慮這些因素的影響。影響聲速的因素有：傳播聲波介質(zhì)的密度、彈性模量、溫度、應(yīng)力、均勻性等。

超聲波能量衰減對(duì)缺陷定位的影響超聲波在介質(zhì)中傳播時(shí)，隨著距離的增加，超聲波的能量逐漸衰減，產(chǎn)生衰減的原因有波束擴(kuò)散、晶粒散射、介質(zhì)吸收、位錯(cuò)、磁疇壁以及殘余應(yīng)力。

對(duì)于鋼引起超聲波衰減的原因中，沮度變化對(duì)于波束擴(kuò)散、位錯(cuò)、磁疇壁以及殘余應(yīng)力造成的影響較小，可忽略不計(jì)，主要為散射衰減與吸收衰減。

聲耦合的影響

影響耦合的主要因素有耦合層厚度、耦合劑的聲阻抗、工件表面粗糙度、工件表面形狀等因素。

針對(duì)以上因素在檢測(cè)工件上采用與試驗(yàn)室試塊上相同的耦合劑、耦合層厚度，在試驗(yàn)室采用與工件表面粗糙度、工件表面形狀相近的對(duì)比試塊進(jìn)行試驗(yàn)，找出聲能損失差，探傷對(duì)聲能損失，確定補(bǔ)償量，以便準(zhǔn)確地對(duì)缺陷進(jìn)行定量。

試驗(yàn)條件

(1)低合金鋼試塊(圖1),采用GB11259-89《超聲波檢驗(yàn)用鋼制對(duì)比試塊的制作與校驗(yàn)方法》]規(guī)定制作。

(2)高溫超聲波探頭：2.5MHz、8mm×12mm、K2,K2.52只橫波斜探頭，前沿分別為11mm、10mm,適用溫度范圍≤300℃,即在對(duì)0～300℃溫度范圍內(nèi)的工件探傷時(shí)，探頭的性能變化不大。

(3)探傷儀：HS-600型數(shù)字化超聲波探傷儀。

(4)自動(dòng)控溫?zé)崽幚頎t：可將試塊加熱到不同溫度，每間隔50℃用上述高溫探頭進(jìn)行試驗(yàn)。

(5)高溫耦合劑：采用高溫下不會(huì)揮發(fā)、具有流動(dòng)性、能起到耦合作用的硅油。

總結(jié)

(1)高溫超聲波探頭應(yīng)選用居里溫度高的鈮酸鋰壓電晶片，外殼與阻尼塊為不銹鋼，透聲鍥采用耐高溫材料制作，殼體與晶片之間采用特殊釬焊，導(dǎo)線選取無機(jī)物絕緣體同軸電纜。

(2)溫度對(duì)缺陷定位的影響主要是聲速變化。在0~200oC之間聲速的變化對(duì)折射角影響較小，可不考慮聲速變化對(duì)缺陷定位影響。

(3)在0~300℃范圍，管子壁厚造成沮度梯度的影響：采用的對(duì)比試塊在溫度梯度為每100℃／10nlnl減小4dB。

(4)耦合劑對(duì)超聲波傳播的影響奠沮度的變化而變化沒有實(shí)際的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，實(shí)際探傷過程中探傷面如果打磨得平整光滑，使用的耦合劑很薄，其影響可以不予考慮。

(5)在對(duì)其它鋼種的焊縫進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，有關(guān)溫度梯度、衰減、聲藕合、藕合劑等對(duì)檢驗(yàn)的影響還需做進(jìn)一步的對(duì)比試驗(yàn)。