随着电子行业的发展，铝合金薄壁腔体零件应用日益广泛，该类零件具有重量轻、结构紧凑等优点，但该类零件还具有加工时间长，工序较为复杂以及难以控制等等难点。

　　GIS壳体规格φ700mmx16mm，由变形铝合金板材卷制成的容器，壳体纵焊缝和环焊缝均采用自动焊接技术焊接而成。壳体内部填充高压绝缘气体，内部气压为0.6MPa。要求对壳体纵焊缝和环焊缝进行超声检测，检测要求依据NB/T47013.3-2015《承压设备无损检测超声检测》附录H《铝和铝合金对接接头超声检测方法和质量分级》相关规定实施。验收级别依据TSGR0004-2014《固定式压力容器检验规程》第4.5.3.4.2条，GIS壳体对接焊缝局部超声检测技术等级不低于B级，合格级别不低于II级。

　　1、探头参数选择

　　1.1探头折射角（K值）

　　探头折射角依据表1（NB/T47013.3-2015第6.3.6条表25）推荐选择，表1为推荐采用的斜探头在钢中的横波声束折射角（K值），即厚度范围4~25mm的钢制工件进行超声检测，应选择折射角（K值）为K2.0~K3.0的斜探头。在声速测量实验中测得钢的横波传播声速约3240m/s，铝合金的横波传播声速约3100m/s，利用snell折射定律计算出横波声束在铝合金中的折射角，换算结果如表2所示。结合上述要求，厚度为16mm的GIS壳体对接接头超声检测选用K3的横波斜探头较宜。

　　（2）探头折射角（K值）计算公式：

 

　　1.2探头频率f

　　由于GIS壳体焊缝厚度较薄，壳体母材厚度仅为16mm，超声检测GIS薄壁壳体焊缝可忽略声波散射的影响，而超声波检测中灵敏度和分辨率显得非常重要，频率是影响分辨率的重要因素。根据相关试验数据表明：超声波检测壁厚不大于30mm的铝合金工件，选用频率为5MHz的横波斜探头，检测灵敏度和分辨率均较佳。

　　1.3探头晶片尺寸

　　晶片尺寸是影响超声检测结果的重要因素，主要对衰减系数、近场区大小和反射当量存在较大影响。GIS壳体焊缝厚度较薄，考虑近场区由于声波的干涉而出现一系列声压极大极小值，对超声波检测结果影响最大，根据近场区计算公式3可知，探头晶片尺寸与近场区N成正比。因此选用较小的探头晶片可以有效避免近场区声波干涉的影响。根据目前现有的探头规格，宜选用尺寸为6mmx6mm的晶片。

　　（1）近场区N计算公式：

　　a、Fs：探头晶片面积大小；

　　b、λ：超声横波在铝合金中传播的波长。

　　2、试验方法

　　2.1仪器调校

　　GIS壳体对接焊缝实施检测前应对仪器进行调校，主要调校铝合金中横波传播声速、延迟（零偏）及铝合金中声束折射角（K值），应采用与GIS壳体铝合金声学性能相同或相似材质的标准试块进行调校，仪器调校方法与钢制工件超声检测方法相同。

　　2.2DAC曲线绘制

　　依据NB/T47013.3-2015附录H，厚度为16mm的GIS薄壁铝合金壳体，应采用与GIS壳体铝合金材质声学性能相同或相似的1号铝合金对比试块制作DAC曲线。试块规格如图2，横孔深度为5mm、15mm、25mm、35mm，DAC曲线灵敏度如表3（NB/T47013.3-2015附录H表H.2）。