鋼球的表面及內在質量是影響球軸承壽命的重要因素之一。幾十年來鋼球生產一直沿用目視 的方法進行成品檢驗，這種檢驗方法對于高速、精 密、靜音軸承等用球已無法滿足要求。行業目前 迫切需要對精密鋼球實現無損檢測。本文應用超 聲波探傷法對鋼球內在質量進行了檢測。

1   實驗裝置及方法

1.1 探傷裝置 本文設計的探傷裝置，由超聲波探傷儀、水浸聚焦探頭、探頭固定及調節裝置、鋼球展開裝置及 水槽等部分組成。為了提高微小裂紋的檢測靈敏 度，減少雜波的干擾，裝置中多選用吸聲材料，以突出缺陷波形。

1.2 水浸聚焦探頭及其焦距計算 鋼球檢測中選用的探頭，是以壓電效應為工作原理的點聚焦探頭。工作時，探頭與被探試鋼 球表面之間以一定厚度的水層作耦合劑。當它用 作發射時，是將來自發射電路的電脈沖加到壓電 晶片上，轉換成機械振動，從而向被檢對象輻射超 聲波。反之，當它用做接收時，則是將聲信號轉換 成電信號，以便信號被送入接收、放大電路并在熒 光屏上進行顯示。

聚焦探頭的聚焦性能，一般用焦距和焦點尺 寸來描述 f=C1*r/(C1-C2),式中f為焦距，C1，C2為兩異質介質的波速，r為透鏡的曲率半徑

1.3 檢測方法 在鋼球檢測中，一般使用縱波斜入射探傷法，
用表面波探測表面缺陷，用橫向波探測內部缺陷。 當水浸聚焦探頭發射出的縱波以一定入射角射到 鋼球表面時，必然會在水、鋼球表面發生折射。當 縱波以一定的角度a(a1<=a<=a2,a1為第一臨界角，a2為第二臨界角)入射到異質界面時，其折 射波為單一橫波；當a>a1時，此時沒有折射波， 而在其表面形成表面波，如圖 1 所示。