Nguyên lý các phương pháp siêu âm mối hàn chỉ chuyên gia mới biết

Nguyên lý khoa học của các phương pháp siêu âm mối hàn

Phương pháp kiểm tra bằng siêu âm dựa trên cơ sở nghiên cứu sự lan truyền và tương tác của các dao động đàn hồi (phản xạ, khúc xạ, hấp thụ, tán xạ) có tần số cao được truyền vào vật thể cần kiểm tra.

Nguyên lý cơ bản của kiểm tra bằng siêu âm được trình bày như hình dưới đây:

 

Sơ đồ nguyên lý: 1)- đầu dò phát; 2)- vật kiểm; 3)-  khuyết tật; 4)- đầu dò thu (truyền qua); 5)- đầu dò thu (phản hồi)

Sóng siêu âm truyền qua môi trường kèm theo sự suy giảm năng lượng do tính chất của môi trường. Cường độ sóng âm hoặc được đo sau khi phản xạ (xung phản hồi) tại các mặt phân cách (khuyết tật) hoặc đo tại bề mặt đối diện của vật kiểm tra (xung truyền qua). Chùm sóng âm phản xạ được phát hiện và phân tích để xác định sự có mặt của khuyết tật và vị trí của nó. Mức độ phản xạ phụ thuộc nhiều vào trạng thái vật lý của vật liệu ở phía đối diện với bề mặt phân cách và ở phạm vi nhỏ hơn vào các tính chất vật lý đặc trưng của vật liệu đó.

Đặc điểm của các phương pháp siêu âm mối hàn

ưu điểm của phương pháp kiểm tra bằng siêu âm

• Độ nhạy cao cho phép phát hiện được những khuyết tật nhỏ.
• Khả năng đâm xuyên  cao cho phép kiểm tra các tiết diện dày.
• Độ chính xác cao trong việc xác định vị trí và kích thước khuyết tật.
• Cho phép kiểm tra nhanh và tự động.
• Chỉ cần tiếp cận từ một phía của vật kiểm.

Những hạn chế của phương pháp kiểm tra bằng siêu âm.

• Hình dạng của vật kiểm có thể gây khó khăn cho công việc kiểm tra.
• Khó kiểm tra các vật liệu có cấu tạo bên trong phức tạp.
• Phương pháp này cần phải sử dụng chất tiếp âm là mỡ.
• Đầu dò phải tiếp xúc hợp lý với bề mặt mẫu trong quá trình kiểm tra.
• Hướng của khuyết tật có ảnh hưởng đến khả năng phát hiện khuyết tật.
• Thiết bị rất đắt tiền.
• Nhân viên kiểm tra phải có rất nhiều kinh nghiệm.

Ứng dụng của phương pháp kiểm tra bằng siêu âm

Phương pháp siêu âm được sử dụng để phát hiện các khuyết tật trong vật liệu cơ bản trước khi hàn, khuyết tật sau khi hàn. Tuy không thật chính xác nhưng được sử dụng rộng rãi trong việc đo độ dày nhất là khi tiếp cận chỉ một phía. Trong nghiên cứu chúng được dùng để xác định các tính chất cơ học và cấu trúc của vật liệu.

PHÂN LOẠI PHƯƠNG PHÁP SIÊU ÂM MỐI HÀN

1-Siêu âm mối hàn bằng sóng dọc (sóng nén )

Phương dao động phần tử môi trường song song với phưng lan truyền sóng.

2 – siêu âm mối hàn bằng sóng ngang ( Sóng trượt )

Phương dao động của các hạt vuông góc với phưng truyền sóng

3 - siêu âm mối hàn bằng sóng bề mặt ( sóng Rayleigh )

Loại sóng này cho lan truyền dọc trên bề mặt của chất rắn tiếp xúc với chất khí,Vận tốc của sóng bề mặt  ~90% vận tốc của sóng ngang

Tài liệu này được tham khảo từ giáo trình của Ts. Nguyễn Đức Thắng, Chuyên gia đạo tạo NDT, Giáo viên đào tạo các chương trình học của công ty Cổ phần kỹ thuật Sao Mai Việt Nam.