Page 60 - 无损检测2023年第三期

刘 柯, 等:

钛合金锻坯的相控阵超声自动检测

图13 聚焦深度为60mm 时从动窗 W 方向的声场分布

图17 5MHz探头聚焦深度为220mm 时孔深与

( 14晶片10MHz探头)
声束宽度的关系曲线
3.2 5MHz线阵探头检测结果 下虚拟探头晶片数越多, 有效声束宽度越窄, 焦柱越

5MHz 检测探头波长较大, 有较好的材料穿透能 短, 并且随着聚焦深度增大, 焦柱覆盖范围也增大。
力, 相对10MHz探头, 更适合检测较大厚度的钛合

根据不同深度平底孔的灵敏度测试结果, 结合
金。同样地, 在不同聚焦法则下检测 Ti6AL4V 试块
双线性插值方法, 得到不同聚焦深度下, 32 晶片虚

中不同深度的 1.2mm 平底孔, 得到孔深与声束宽 拟探头在钛合金锻坯中的声场分布如图 18 , 19 所
ϕ
度的关系曲线如图 14~17 所示, 可见, 相同聚焦深度
示, 可见, 相同晶片数下, 随着聚焦深度的增加, 声场

焦柱的覆盖范围也逐步扩大, 200mm 处的有效声

束长度约为200mm 。

图14 5MHz探头聚焦深度为120mm 时孔深与
声束宽度的关系曲线

图18 32晶片5MHz探头聚焦深度为120mm 时的

声场分布

图15 5MHz探头聚焦深度为150mm 时孔深与
声束宽度的关系曲线

图19 32晶片5MHz探头聚焦深度为220mm 时的

声场分布
3.3 钛合金锻坯试验结果与仿真结果对比

3.3.1 10MHz探头结果分析
14晶片的10 MHz虚拟探头在近表面实测的

主动窗 A 方向焦点宽度为2~3mm , 仿真和计算结

果也为2~3mm , 有效声束覆盖范围( 焦柱长度) 如
表1所示。
图16 5MHz探头聚焦深度为180mm 时孔深与 3.3.2 5MHz探头结果分析

声束宽度的关系曲线
32 晶片的 5MHz 探头在近表面实测的A方向
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2023年 第45卷 第3期
无损检测