Mit der Ultraschallprüfung können Defekte wie Lunker, Schrumpfporosität, Porosität, Einschlüsse und Risse in Gussteilen mit einfachen Formen und flachen Oberflächen gefunden und die Größe und Lage von Defekten bestimmt werden.
Unter Ultraschallprüfung versteht man eine Methode, bei der Ultraschall (hohe Frequenz und kurze Wellenlänge) in das Gewebe eingespritzt wirdGießenund anschließendes Erkennen der inneren Defekte des Gussteils anhand der Eigenschaften seiner Brechung und Wellenformtransformation an der Grenzfläche. Ultraschall hat die Eigenschaften der Strahlrichtwirkung und des Ausbreitungsreflexionsvermögens.
Es gibt drei Arten der Ultraschallprüfung: Impulsreflexionsmethode, Penetrationsmethode und Resonanzmethode. Das am häufigsten verwendete Ultraschallerkennungsverfahren ist das Impulsreflexionsverfahren. Es handelt sich um eine Methode zur Beurteilung der Größe und Position des Defekts anhand des Echos des Defekts und des Echos der Bodenoberfläche.
Das Grundprinzip des Impulsreflexionsverfahrens besteht darin, dass das piezoelektrische Element in der Sonde durch Hochfrequenzimpulse angeregt wird, um Ultraschallimpulse zu erzeugen. Wenn sich die Schallwelle im Gussstück ausbreitet und auf Defekte trifft, wird ein Teil davon zurückreflektiert. Die Größe der reflektierten Welle kann die Größe, Lage und Tiefe der inneren Defekte des Gussstücks widerspiegeln. Nicht reflektierte Ultraschallwellen breiten sich weiter vorwärts aus, bis sie zum Boden des Gussstücks zurückreflektiert werden. Die vom Defekt und vom Boden des Gussstücks reflektierte Schallenergie wird nacheinander vom piezoelektrischen Wandler empfangen und dann auf dem Display des Ultraschall-Fehlerdetektors in Form einer Amplitude angezeigt.
Die Empfindlichkeit eines Ultraschall-Fehlerprüfgeräts bezieht sich auf seine Fähigkeit, kleinste Fehler zu finden. Die Empfindlichkeit der Ultraschallprüfung hängt von Faktoren wie der Frequenz der Ultraschallwelle, der Vergrößerung des Fehlerdetektors, der Sendeleistung, der Leistung der Sonde und der Stabilität der Stromversorgung ab. Um eine reibungslose Übertragung von Ultraschallwellen in das akustische Medium sicherzustellen, muss eine geeignete Kopplungsmethode angewendet werden. Dies erfordert, dass die Oberflächenrauheit des Gussteils Ra≤12,5 μm beträgt. Gleichzeitig sollte zur Anreicherung der Luft im Spalt die Kopplungsflüssigkeit (Wasser, Schmieröl, Transformatoröl, Wasserglas usw.) zwischen der Sonde und der Fehlererkennungsoberfläche des Gussteils aufgetragen werden.
Merkmale der Ultraschall-Fehlererkennung:
1. Hohe Erkennungsempfindlichkeit. Die Ultraschall-Fehlererkennung kann Fehlersignale mit einem Schalldruck der Impulsreflexionswelle von nur 0,1 % des einfallenden Schalldrucks erkennen.
2. Hohe Fehlerortungsgenauigkeit und hohe Auflösung
3. Starke Anwendbarkeit und breites Einsatzspektrum. Die Ultraschall-Fehlererkennung kann alle Arten von Gussteilen erkennen, mit Ausnahme von Gussteilen aus austenitischem Stahl.
4. Niedrige Kosten, hohe Geschwindigkeit und große Erkennungsdicke.
Die Impulseigenschaften und Formbeschreibung verschiedener interner Gussfehler auf dem Bildschirm:
1. Knacken
Beim Gussriss handelt es sich um eine Art Metallbruch, der Gas enthält, eine bestimmte Richtung hat und linear verteilt ist. Wenn diese Defekte durch Ultraschallprüfung gefunden werden und sie senkrecht zum Schallstrahl liegen, sind die reflektierten Impulse deutlich, scharf und stark. Wenn seine Verteilung jedoch parallel zum Schallstrahl erfolgt, ist es nicht leicht zu finden. Daher sollte bei der Prüfung aus mehreren Richtungen projiziert werden, damit die Defekte möglichst senkrecht zum Schallstrahl liegen und in alle Richtungen verteilte Risse gefunden werden können.
2. Blasloch
Lunker in Gussteilen enthalten wie Risse Gas. Die Reflexionsfläche des Luftlochs ist regelmäßig und glatt. Wenn der Schallstrahl also völlig senkrecht zu seiner Reflexionsfläche verläuft, ähneln die Eigenschaften und die Form des reflektierten Impulses dem Riss und sind außerdem deutlich, scharf und stark. Da die meisten Blaslöcher jedoch kreisförmig oder elliptisch sind, verschwindet der Puls sofort, wenn sich die Sonde leicht bewegt. Wenn die Sonde aus allen Richtungen erkennt, können Lunker gefunden werden, und die Eigenschaften des reflektierten Impulses sind ebenfalls gering. Bei Rissen ist dies nicht der Fall. Da die Risse linear und stark gerichtet verteilt sind, verschwinden ihre reflektierten Impulse bei der Bewegung der Sonde nicht sofort und gleichzeitig können bei der Untersuchung aus allen Richtungen nicht alle Risse gefunden werden. Anhand dieser Merkmale können wir zwischen Poren und Rissen unterscheiden.
3. Schrumpfung
Der Schrumpfhohlraum enthält Gas, und wenn seine effektive Reflexionsoberfläche größer als die Schallstrahldiffusionsoberfläche ist, wird der Schallpfad vollständig reflektiert und die Impulsreflexion an der Bodenoberfläche wird eliminiert. Die Eigenschaften des reflektierten Impulses der Schrumpfkavität sind ebenfalls deutlich, scharf und stark. Zusätzlich zur oben genannten Beurteilungsmethode sollte zur Beurteilung von Schrumpfhohlraumfehlern jedoch auch die Mehrebenen-Projektionsmethode verwendet werden.
4. Sandeinschluss und Schlackeneinschluss
Sandeinschluss und Schlackeneinschluss beziehen sich auf Metallgussteile, die eine geringe Menge Gas und nichtmetallische Einschlüsse enthalten. Diese Verunreinigungen haben die Wirkung, Schallenergie zu absorbieren, und da die reflektierende Oberfläche relativ einfach und glatt ist, liegen die Eigenschaften ihrer Impulsreflexion zwischen deutlich, scharf, stark und dumpf, langsam und kurz. Die letztere Situation tritt auf, wenn die Grenzfläche zwischen den Einschlüssen und dem Metall ungewöhnlich unregelmäßig ist und fest am Metall haftet.
5. Schrumpfporotität
Die Impulsreflexionscharakteristik der Schrumpfporosität besteht darin, dass es weder einen Reflexionsimpuls an der Bodenoberfläche noch einen Defektreflexionsimpuls gibt, sondern ein Kriechphänomen auf der Abtastlinie des Anzeigebildschirms.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 24.09.2022