Aplicação
Utilizar teste ultrassônico para identificar a presença ou ausência de ligação entre a camada externa do material de alta impedância, como metal e cerâmica, e a camada interna do material de baixa impedância, como plástico, compósito ou borracha. Esta técnica também se aplica a várias juntas metal-metal coladas.
Background
Quando materiais que possuem impedância acústica (densidade multiplicada pela velocidade do som) semelhante estiverem ligadas, como metal soldado ou plástico fundido a plástico, a presença ou ausência de ligação pode, normalmente, ser determinada pela amplitude da primeira reflexão do limite. Geralmente, existirá uma diferença significativa na amplitude do sinal refletido entre as ligações e as descontinuidades. No entanto, se a diferença da impedância dos dois materiais for grande, como no caso de ligações entre metal e polímeros, a incompatibilidade da impedância acústica causará reflexão significativa no limite, mesmo se os materiais estiverem ligados mecanicamente. A alteração na amplitude do eco entre a ligação e a descontinuidade podem ser pequenas e de difícil detecção, especialmente quando a condição do acoplamento não for uniforme. Esta mesma situação ocorre com frequência nos casos que o metal está ligado a outro metal com epóxi ou outras coplas de baixa impedância. A menos que a camada da cola seja extremamente fina, ela estabelecerá uma linha de ligação de baixa impedância com reflexão significativa, mesmo em juntas boas.
Observe que nos casos em que o material de baixa impedância está na parte externa ou que a geometria da peça permita, de outra forma, o acoplamento do lado de baixa impedância da junta, o procedimento recomendado é o teste deslocamento de fase. Isto está descrito nas notas de aplicações Teste de deslocamento de fase para integridade do compósito. Nos casos em que o teste deve ser realizado do lado do material de alta impedância da junta, a técnica "ringdown" descrita nesta nota de aplicação é, normalmente, a melhor opção. Isto implica a observação de uma série de reflexões múltiplas na margem e a busca de uma diferença na taxa onde a amplitude dos ecos sucessivos ou o envelope do ringdown, sofrem alterações entre a ligação e o descolamento. Como a onda sonora reverbera no metal ou outro material de alta impedância, a alteração da amplitude é multiplicada a cada salto. Por exemplo, uma queda de amplitude de 5%, difícil de ver, entre a ligação e a descontinuidade no primeiro eco se transforma em uma queda de 25% no quinto eco e de 50% no décimo. Enquanto a mudança de um eco é pequena, a mudança coletiva através de uma série de ecos é maior e mais fácil de identificar. Numa junta típica, a ligação e a descontinuidade apresentarão padrões distintos. |  |
Equipamento
Este teste pode ser realizado com qualquer detector de defeitos ultrassônico padrão, como o EPOCH® 650 ou o EPOCH 6LT. Pode-se usar também pulsadores/receptores ultrassônicos. Normalmente, o transdutor utilizado será de linha de atraso com variação de frequência entre 2,25 MHz e 20 MHz, como o V207-RB, V206-RB, V202-RM, ou V208-RM. O transdutor específico para um teste determinado será escolhido segundo a espessura, geometria e propriedades acústicas do material.
Procedimento
Defina o ganho de modo que o primeiro eco da parede traseira de uma amostra de referência bem ligada fique a 80% da altura da tela, e ajuste a tela de modo que ela possa exibir uma série de ecos de parede traseira. Na primeira forma de onda, abaixo, o primeiro pico é o eco da interface da linha de atraso e os picos subsequentes são vários ecos da parede traseira da ligação de aço de 2,5 mm e revestimento plástico. Como o metal está ligado a um material de suporte, o polímero ligado à parte de trás do aço age como mecanismo de amortecimento mecânico, os ecos decaem rapidamente, relativamente. É útil usar a função DAC para traçar uma curva que marca o envelope "ringdown" de uma boa ligação conhecida.
Padrão lento de "ringdown" de um metal ligado, curva DAC definida como referência:
 | Se estes dois materiais apresentam descontinuidades, o efeito de amortecimento é removido e os picos ficam maiores, ultrapassando a curva de referência; veja abaixo. |
Padrão de ringdown para descontinuidade em metal, os picos ultrapassam a curva de referência:
 | Note que a amplitude relativa de vários ecos aumenta mais rapidamente da direção do lado direito da tela. A variação exata do padrão de ringdown entre a ligação e a descontinuidade depende da impedância acústica relativa de dois materiais, mas, a princípio, este teste funciona em toda situação que envolve um material de alta impedância ligado a um material de baixa impedância. Ao registrar os dois padrões característicos observados nos padrões de referência e compará-los com as formas de onda da peça de teste, é possível determinar a presença ou a ausência de ligação na peça. É importante salientar que este teste qualifica somente a presença ou ausência de ligação, e não a resistência. Além disso, os materiais devem estar ligados acusticamente por uma cola ou agente de ligação semelhante. A pressão, por si só, raramente é suficiente para criar uma ligação acústica. |
