鈦鑄錠一般采用超聲脈沖縱波入射接觸法探傷，由于鑄錠內(nèi)部組織粗大，致使超聲波傳播衰減嚴(yán)重，穿透力弱。通常市面上常用的探傷儀因穿透能力差，往往得不到探傷需要的底面回波，不能滿足探傷要求。考慮到鑄錠尺寸較大，又由于鑄錠生產(chǎn)工藝決定了冒口的基本位置在徑向是處在心部，所以對盲區(qū)可不作考慮。關(guān)鍵是探傷儀的信噪比、穿透能力。由于鑄錠內(nèi)部晶粒粗大，不致密，致使超聲波衰減嚴(yán)重。另外，超聲波在粗晶界面上會(huì)產(chǎn)生漫反射，導(dǎo)致熒光屏上顯現(xiàn)出雜亂的林狀波。這些林狀反射回波又會(huì)與缺陷回波混雜在一起，致使大直徑(Φ518～820mm的鈦合金鑄錠探傷困難，而對于特大直徑例如Φ1000mm的TC4鈦合金鑄錠尤為顯著。研究人員根據(jù)球面波在凹柱曲面上的反射特點(diǎn)，利用鑄錠本身超聲波傳播特性調(diào)節(jié)探傷靈敏度進(jìn)行鑄錠冒口探傷。

 

通過對鑄錠組織粗大導(dǎo)致的晶界反射嚴(yán)重、聲波衰減較大等特點(diǎn)的分析，結(jié)合大量的探傷試驗(yàn)，建立了切實(shí)可行的探傷方法。力航鈦業(yè)www.lizhengszjy.com公司采用該方法能準(zhǔn)確的確定鑄錠冒口位置。考慮到曲面表面不可能有較高光潔度，實(shí)驗(yàn)中選用粘性較大的機(jī)油作為耦合劑。按實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對鑄錠頭部300mm范圍內(nèi)的周面進(jìn)行機(jī)加工。加工后的表面光潔度基本達(dá)到6.3μm，可滿足冒口探傷的要求。鑄錠探傷時(shí)，在鑄錠頭部經(jīng)過機(jī)加工的周面上，沿周向均勻選取3～5處作為軸向掃查面。在選定的3～5個(gè)掃查面上，先后按順序從鑄錠頭部沿軸線方向移動(dòng)探頭，直至缺陷回波由高到低直至消失。

 

實(shí)驗(yàn)選用一種進(jìn)口的M340超聲波探傷儀作為探傷用儀器。該儀器具有較高的發(fā)射電壓，且與探頭匹配的阻尼、脈寬可調(diào)等特性，經(jīng)全面調(diào)試可滿足檢測要求。鑄錠冒口探傷采用縱波直探頭。分別選3種不同頻率的探頭，在同一鈦合金鑄錠上測得底面回波高度值，從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出，較低的探頭頻率穿透能力強(qiáng)有利于粗晶材料的探傷。通過理論分析和大量的探傷實(shí)踐,選用頻率為1.25MHz的探頭時(shí)，探傷效果較為理想。在鑄錠實(shí)際探傷中實(shí)驗(yàn)選用的探頭直徑為20mm。