斜探頭,K值或角度,一般標出的是鋼中折射角正切值或在鋼中的折射角度值,用阿拉伯數字表示。
角度為45°的橫波斜探頭在焊縫內聲波傳
常規斜探頭
斜探頭結構圖
斜探頭的結構如上圖所示。由圖可知,橫波斜探頭實際上是直探頭加透聲斜楔組成。由於晶片不直接與工件接觸。因此斜探頭沒有專門的保護膜,斜楔充當了保護膜的角色。後面章節我們會細說,透聲斜楔磨損會導致K值如何變化?!
透聲斜楔的主要作用是改變聲束角度和實現波型轉換,使被探工件中只存在相應折射角度的波型。透聲斜楔的衰減係數要適當,且耐磨、易加工。透聲斜楔一般用有機玻璃製成。近期研製生產的聚醯亞胺也已批量用作斜楔材料,且其主要聲學性能優於有機玻璃。斜楔可以做成各種形狀以減少反射雜波。針對曲面探傷面,斜楔相應打磨成曲面,增加耦合度。
橫波斜探頭的標稱方式有三種:一是以縱波入射角αL來標稱,常用αL=30°、40°、45°、50°等,如獨立國協國家和我國有些探頭。二是以橫波折射角βS來標稱,常用βS =40°、45°、50°、60°、70°等,如西方國家和日本。三是以橫波折射角的正切值K=tanβ來標稱,常用K=0.8、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0等,這是我國提出來的。目前國產橫波斜探頭大多採用K值系列,也有以橫波折射角βS來標稱的。注意,一般探頭所標稱出的K值,是指在鋼中的橫波折射角的正切值。若用這些探頭去探測其他材料,則應根據斯涅爾定律換算出實際K值。由斯涅爾定律得知,K值得大小與超聲波入射角及兩介質材料聲速有關,聲速與溫度有關,由此可得,溫度會影響探頭K值的大小。