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焊缝超声波检测技术总结知识讲解

一、超声波探伤常见缺陷回波类型显示
1、气孔:单个气孔回波高度低,波形稳定,从各个方向探测,反射波大致相同,稍一移动探头就消失。

密集气孔为一族反射波,其波高随气孔的大小而不同,当探头作定点转动时,会出现此起彼落的现象。

2、夹渣:点状夹渣的回波信号与点状气孔相似。

条状夹渣回波信号多呈锯齿状,反射率低,一般波幅不高,波形常呈树枝状,主峰边上有小峰,探头平移时波幅有变动,从各个方向探测,反射波幅高度不相同。

3、未焊透:在板厚双面焊缝中,未焊透位于焊缝中部,声波在未焊透缺陷表面上类似镜面反射,用单斜探头探测时有漏检的危险。

对于单面探测根部未焊头,类似端角反射。

探头平移时,未焊透波形稳定。

焊缝两侧探伤时,均能得到人致相同的反射波幅。

4、未熔合:当超声波垂直入射到其表面时,回波高度大,当探头平移时,波形较稳定,两侧探测时,反射波幅不同,有时只能从一面探测。

5、裂纹:一般来说,裂纹回波较大,波幅宽,会出现多峰。

探头平移时,反射波连续出现,波幅有变化,探头转动时,波峰有上下错位的现象。

常见的缺陷回波图片
常见的缺陷类型图片
未熔合、未焊透
裂纹
气孔
二、焊缝探伤中常见的伪缺陷回波
6、仪器杂波:在不接探头的情况下,由于仪器性能不良,灵敏度调节过高,荧光屏上出现单峰或者多峰波形,接上探头工作时,此波仔荧光屏上的位置固定不变。

一般情况下,降低灵敏度后,此波即消失。

7、探头杂波:仪器接上探头后,在荧光屏上显示山脉冲波幅很高、很宽的信号,无论探头是否接触好,它都存在且位置不随探头移动而移动,即固定不变。

8、耦合剂反射回波:如果探头的折射角度大,而探伤灵敏度有调得较高,则有一部分能量转换成表面波,这种表面波传播到探头前沿耦合剂堆积处,造成反射信号。

只要探头固定不动,随着耦合剂的流大、波幅慢慢降低,很不稳定,用手擦掉探头前面的耦合剂时,信号就会消失。

9、焊缝表面和沟槽反射波:在多到焊缝表面形成一道道沟槽。

当超声波扫查到沟槽时,会引起沟槽反射。

鉴别的方法是,一般出现在一次、二次波处或稍偏后的位置,这种反射信号的特点是不强烈、迟钝。

10、焊缝上下错位引起的反射波:由于焊缝上下焊偏,在一侧探伤时,焊角反射波很像焊缝内的缺陷,当探头移到另一侧时,在一次波前没有反射波或测得探头的水平距离的焊缝的母材上。

11 、焊角回波:焊缝一般都有一定的余高,余高与母材的交界处称为焊角,由焊角产生的回波称为焊角回波。

在阶梯试块上做试验:如下图A、图B所示,从A、B两个相反的方向检测同一个台阶,探头在A位置时会有回波,在B位置时没有回波。

角焊回波的特点是:探头在工件上A位置处会有焊角回波产生,在B位置处则无焊角回波产生。

焊角回波高度与余高高度有关,余高高时焊角回波高度高,余高低时焊角回波高度低,余高到一定程度时,无焊角回波。

当探头沿焊缝平行移动时,焊角回波的位置不会改变,当探头垂直焊缝作前后移动时,焊角回波的位置会相应的移动一段距离,如果根据最高焊角回波的位置计算出它的水平位置和垂直距离,计算出的焊角位置与工件上的实际焊角位置相同;如果用手沾油轻轻敲击工件的焊角处,焊角回波会上下跳动。

(图A)(图B)
12、咬边反射:一般情况下,此种缺陷反射波的位置分别出现在一次与二次波的前边。

当探头在焊缝两侧探伤时,一般都能发现。

当探头移动出现最高反射信号处固定探头,适当降低仪器灵敏度,用手指沾油轻轻敲打焊缝边缘咬边处,观察反射信号是否有明显的跳动现象,若信号跳动证明是咬边反射信号。

三、T
形焊接接头的超声波检测
13、结构特点与检测方法
T 形接头由翼板和腹板焊接而成,坡口开在腹板上。

在选择检测面和探头时应考虑到检测各类缺陷的可能性,并使用声束尽可能垂直于该焊接接头结构中的主要缺陷。

根据焊接接头结构形式,T 形焊接接头的检测有以下三中检测方式,如图1、图2和图3所示。

可选择其中一种或几种方式组合实施检测,并应用考虑主要检测对象和几何条件的限制。

(1)用斜探头从翼板外侧用直射法进行检测,如图1中的位置1、图2中的位置1和图3中的位置1。

(2)用斜探头在腹板一侧用直射法或一次反射法进行检测,如图1中的位置2、位置4,图2中的位置2、位置4和图3中的位置2、位置4。

(3)用直探头或双晶直探头在翼板外侧沿焊接接头检测,或者用斜探头在翼板外侧沿焊接接头检测,如图1中的位置3、图2中的位置3和图3中的位置3。

位置3包括直探头和斜探头两种扫查。

a
位置1 位置3
位置1
翼板
腹板 b
图1 T 形焊接接头(形式I )
14、检测条件的选择
(1)探头 采用纵波直探头时,探头的频率可选用为2.5MHz ,探头的晶片尺寸不宜过大。

采用斜探头时,探头的频率为2.5~5MHz ;在翼板外侧进行检测时,推荐使用K1探头;用斜探头在腹板一侧进行检测时,探头K 值根据腹板厚度按表1进行选择。

表1 推荐采用的斜探头K 值(角度)
翼板 腹板 2
位置1 位置3
位置1 位置3
图2 T 形焊接接头(形式II )
位置3
位置1
位置3 位置1
翼板
腹板
a
b
图3 T 形焊接接头(形式III )
(2)试块直探头检测用试块为平底孔试块或利用翼板底面。

斜探头检测用实试块与平板对接接头检测用试块相同。

15、仪器的调整
(1)扫描速度的调节,直探头利用翼板底波或试块调节。

斜探头调节方法与对接接头检测用试块相同。

(2)检测灵敏度调节,直探头检测灵敏度应以翼板厚度按表2进行调整。

斜探头检测时,距离—波幅曲线灵敏度应以腹板厚度按表3确定。

表2 T形焊接接头直探头距离—波幅曲线灵敏度
表3 CSK—IV A试块尺寸
16、扫查
值探头和斜探头的扫查可按上图1、图2和图3所示的方法进行。

5、缺陷的判别和评定
(1)缺陷定量的检测:灵敏度调到定量线灵敏度,对所有反射波幅达到或超过
定量线的缺陷,均应去顶其位置、最大反射波幅和缺陷当量。

缺陷定量应根据最大反射波幅确定当量直径φ或缺陷指示长度△L。

a)缺陷当量直径φ,用当量平底孔直径表示,主要用于直探头检测,可采用公式计算,距离—波幅曲线和试块对比来确定缺陷当量尺寸。

b)缺陷指示长度△L的检测采用以下方法:
1)当缺陷反射波只有一个高点,且位于II区或II区以上时,使用波幅降到荧光屏满刻度的80%后,用6dB法测其指示长度。

2)当缺陷反射波峰值起伏变化,有多个高点,且位于II区或II区以上时,使波幅降到荧光屏满刻度的80%后,应以端点6dB法测其指示长度。

3)当缺陷反射波峰位于I区,如认为有必要记录时,将探头左右移动,使波幅降到评定线,以此测定缺陷指示长度。

(2)缺陷位置测定:缺陷位置测定应以获得最大反射波位置为准,缺陷最大反射波幅的测定,将探头移至缺陷出现最大反射信号的位置,测定波幅大小,宾确定它在距离—波幅曲线中的区域。

(3)缺陷评定:超过评定线的信号应注意其是否具有裂纹等危害性缺陷特征,如有怀疑时,应采取改变探头K值、增加检测面、观察动态波型并结合结构工艺特征作判定,如对波型不能判断时,应辅以其他检测方法做综合判定。

缺陷指示长度小于10mm,按5mm计。

相邻两缺陷在一直线上,其间距小于其中较小的缺陷长度时,应作为一条缺陷处理,以两缺陷长度之和作为其指示长度(间距不计入缺陷长度)。

(4)直探头检测时,应注意区分底波与焊接接头中未焊透和层状撕裂。

发现缺陷回波后去顶缺陷位置、指示长度或当量大小。

(5)斜探头检测时,探头在焊缝两侧沿垂直于焊缝方向扫查时,焊角回波反射强烈,当焊缝中存在缺陷时,缺陷波一般出现在焊角反射波的前面。

焊缝中缺陷
位置、指示长度的测定方法同板对接接头。

(6)缺陷评定参照JB\T4730.3—2005进行质量分级,如下图4,值得注意的是,壁厚均以腹板厚度为准。

表4 焊接接头质量分级
XXXXXXXX事业部
XXXXXXX
2012年1月19日。

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