超声波探伤的物理基础: 超声波在介质中传播时,随着传播距离的增加,其声能量逐渐减弱的现象叫做超声波的衰减。在均匀介质中,超声波的衰减与传播距离之间有一定的比例关系,而不均匀介质散射引来的衰减情况就比较复杂。
超声波探伤产生衰减的原因分三点:
1. 由声束扩散引起的衰减: 超声波传播时,随着传播距离的增大,非平面波声束不断扩散,声束截面增大,因此,单位面积上的声能(或声压)大为下降,这种扩散衰减与传播波形和传播距离有关,而与传播介质无关。
2. 由吸收引起的衰减: 质点离开自己的平衡位置产生振动时,必须克服介质质点间的粘滞力(和内摩擦力)而做功,从而造成声能损耗,这部分损耗的声能也将转换成热能。在超声波传播过程中,这种由于介质的粘滞吸收而将声能转换成热能,从而使声能减少的现象称为粘滞吸收衰减。在超声波探伤中它并不占主要地位。
3. 由散射引起的衰减:超声波传播过程中遇到不同声阻抗的介质所组成的界面时,会产生散乱反射,声能分散,造成散射衰减。固体中尤以多晶体金属的非均匀性(如杂质、粗晶、内应力、第二相等)引起的散射衰减zui为明显。多晶体晶界会引起超声波的反射和折射,甚至伴有波型转换,这种散射也可称作瑞利散射。散射衰减随超声波频率的增高而增大,且横波引起的衰减大于纵波。
以上总结几点是超声波探伤产生衰减的原因详细分析。
注:凡影响介质质点振动的因素均能引起衰减。