超声检测法是胶接件无损检测中应用最普遍的一种方法。当声波的频率大于20 kHz时,其声波的振荡就不能被人们的听觉器官所能够感觉到。在胶接件超声探伤时,其声波振荡频率为1MHz(106Hz),探伤用的超声振荡一般都是利用压电晶片获得的,即由酒石酸钠钾、钛酸钡等晶体制成薄片,当在一方向上受到压缩或拉伸时,即发生极化,在这种薄片的表面产生电荷,其符号决定于形变的方向,而大小则决定于所施加的力。这种现象称为压电效应。如果将此薄晶片置于一电场中,则它将根据电场的强度和方向改变自己的尺寸。在交变电场的情况下,晶片将按电场的频率进行强迫振荡。利用这个特性,将这种振荡片作为一弹性振荡发生器,向周围介质发射弹性振荡。此外,压电片就将其改造为交变电压,此时,又起着弹性振荡的接受器作用。
超声振荡可以是纵波、横波、表面波等。超声波在气体及液体介质中传播时,只能从纵波形式向前传送,但超声波在固体介质中,除了有纵波传播外,有时还会发生横波;而在液体和气体传播时,在任何条件下它都不会产生横波。在同一固体介质中,超声波横波声速小于其纵波声速(约为后者的48%~55%)。在探伤技术中根据超声波的方向、能量及性质在两个介质接触面上所发生的变化,就可利用声学特性与材料的无损参量(如弹性模数与密度)之间的密切关系来检查制件中存在的缺陷(气泡、脱胶、缺胶部位)。
从实验得知,超声波几乎完全不能通过空气和金属接触界面的特点。当超声波由空气传向金属,或由金属传向空气时,差不多有99%被这种界面反射回去。在金属胶接制件中,如果存在缺胶、脱胶、空隙的缺陷,就是说在此缺陷处就有空气/金属界面存在,当超声波由发射探头传入金属而遇到缺陷时,就被刺缺陷的空气/金属界面反射回去,结果超声波入射的一方有超声波反射回来;而在缺陷的另一面,由于不能透过超声波,便会产生投影面积和缺陷相近似的“阴影”。利用这种现象可以在发射超声波的一方测定反射的超声波;或者在对面测定超声波的减弱程度来发现缺陷。超声检测法包括如下几种方法。在穿透法语反射法中,又分为连续施加交变电压于探头晶片上的连续法,以及以间断脉冲施加交变电压的脉冲法,前者发出连续的超声波,后者发出脉冲超声波。穿透法中以连续发射超声波为主,而反射法则以脉冲法为主队芳纶纤维-铝合金胶接层压板,又称ARALL层板的层间出现的脱胶、分层与疏松等缺陷,若采用声阻抗谐振法与超声反射板C扫描或超声穿透法C扫描技术相配合,将是ARALL层板用于航空工业进行胶接质量检测的有效手段与方法。它快速简便、直观、有效。而确定缺陷层次以阻抗谐振法最好。