钢球的表面及内在质量是影响球轴承寿命的重要因素之一。几十年来钢球生产一直沿用目视 的方法进行成品检验，这种检验方法对于高速、精 密、静音轴承等用球已无法满足要求。行业目前 迫切需要对精密钢球实现无损检测。本文应用超 声波探伤法对钢球内在质量进行了检测。

1   实验装置及方法

1.1 探伤装置 本文设计的探伤装置，由超声波探伤仪、水浸聚焦探头、探头固定及调节装置、钢球展开装置及 水槽等部分组成。为了提高微小裂纹的检测灵敏 度，减少杂波的干扰，装置中多选用吸声材料，以突出缺陷波形。

1.2 水浸聚焦探头及其焦距计算 钢球检测中选用的探头，是以压电效应为工作原理的点聚焦探头。工作时，探头与被探试钢 球表面之间以一定厚度的水层作耦合剂。当它用 作发射时，是将来自发射电路的电脉冲加到压电 晶片上，转换成机械振动，从而向被检对象辐射超 声波。反之，当它用做接收时，则是将声信号转换 成电信号，以便信号被送入接收、放大电路并在荧 光屏上进行显示。

聚焦探头的聚焦性能，一般用焦距和焦点尺 寸来描述 f=C1*r/(C1-C2),式中f为焦距，C1，C2为两异质介质的波速，r为透镜的曲率半径

1.3 检测方法 在钢球检测中，一般使用纵波斜入射探伤法，
用表面波探测表面缺陷，用横向波探测内部缺陷。 当水浸聚焦探头发射出的纵波以一定入射角射到 钢球表面时，必然会在水、钢球表面发生折射。当 纵波以一定的角度a(a1<=a<=a2,a1为第一临界角，a2为第二临界角)入射到异质界面时，其折 射波为单一横波；当a>a1时，此时没有折射波， 而在其表面形成表面波，如图 1 所示。