摘 要:文章結(jié)合實際超聲波檢測過程,介紹了焊縫中的各個類型缺陷在超聲波檢測中的波形特點,以及實際檢測中的一些實用方法。
關(guān)鍵詞:焊縫;超聲波檢測;波形特點;實用方法
超聲波檢測是目前應用最廣泛的無損檢測方法之一,它具有穿透力強、缺陷定位較準確、對面積型缺陷的檢出率高、靈敏度高、檢測成本低、速度塊、設備輕便、對人體及環(huán)境無害、現(xiàn)場使用方便等優(yōu)點。由于超聲波穿透力強的特點,所以檢測厚度較厚的焊縫。對于埋藏較深的缺陷,只要超聲波能較垂直攝入缺陷面,就能得到很高的缺陷回波。因此超聲波對焊縫中的未熔合、未焊透和裂紋等危害性缺陷的檢出率很高。
1 焊縫中不同類型缺陷的波形特點
一般都焊縫中常見的缺陷有:氣孔、夾渣、未熔合、未焊透和裂紋等。到目前為止還沒有一個成熟的方法對缺陷的性質(zhì)進行準確的評判,只是根據(jù)熒光屏上得到的缺陷波的形狀和放射波的高低的變化結(jié)合缺陷的位置和焊接工藝對缺陷進行綜合估判。
1.1 氣孔
單個氣孔:由于氣孔中的氣體聲阻抗小,得到的反射波也陡直尖銳。從各個方向探測,得到的回波高度大致相同,單稍微移動探頭,回波就消失。
密集氣孔:會得到一簇反射波,波高隨氣孔的大小而不同,若有幾個氣孔緊挨著,會得到一個較寬而且反射波特別高的回波。當探頭作定點轉(zhuǎn)動時,會出現(xiàn)此起彼落的現(xiàn)象。這里得和裂紋進行區(qū)別了,密集氣孔從不同方向探,回波差距不大,裂紋就相差較大了。
1.2 夾渣
點狀夾渣回波信號和單個氣孔的信號類似,不同之處在于,夾渣的聲阻抗較氣孔大,得到的反射回波較低。又由于夾渣面粗糙,所以波形較寬,呈鋸齒形。
1.3 咬邊
表面缺陷,一般用肉眼即可發(fā)現(xiàn)。一般出現(xiàn)在板厚位置,焊縫兩側(cè)檢測都能發(fā)現(xiàn),用手蘸油輕輕拍打缺陷處,反射波有明顯的起伏。
1.4 未焊透
出現(xiàn)在根部位置,波幅較高。探頭平拉時,波形穩(wěn)定,焊縫兩側(cè)探測,波高相似。
1.5 未熔合
較多出現(xiàn)在波口位置,用探頭單側(cè)平拉時,波形較穩(wěn)定,兩側(cè)檢測時,波幅有明顯不同,甚至有時候,只能從單側(cè)發(fā)現(xiàn)。有的未熔合中的是氣體,得到的反射波波高也高,有的是夾渣,得到的反射波就較低一些。
1.6 裂紋
一般裂紋得到的回波高度大,波幅寬,會出現(xiàn)多峰。探頭平移時,波幅不穩(wěn)定,探頭定點轉(zhuǎn)動時,會出現(xiàn)此起彼落的現(xiàn)象,前后拉動探頭時,出現(xiàn)“游動”現(xiàn)象,這是由于裂紋有一定高度的原因。從兩側(cè)探,得到的波幅不同,有時也只能從焊縫一側(cè)發(fā)現(xiàn)。
2 實際檢測中的一些實用方法
2.1 對接焊縫
一般的對接焊縫,我們只需要從焊縫的兩側(cè)檢測,在加上在此面的橫向檢測就可以了,這就是常說的單面雙側(cè)。這里我們說下特別厚的對接焊縫,也就是我們無法用一次反射波對近表面進行檢測的厚焊縫。因為探頭在近表面有一定的盲區(qū),所以需要一次反射波對近表面進行補充掃查,如圖1。這時我們需要從焊縫的兩面都進行探傷,就是雙面雙側(cè)。這里向大家介紹一種方法,用直探頭在焊縫上掃查,可以幫助發(fā)現(xiàn)焊縫中的缺陷,實踐中直探頭對于各種缺陷的檢出率也較高,特別是未焊透。如圖2。如果把直探頭換成雙晶探頭,對于近表面的缺陷就可以很好的檢出,對于有些不能翻個的工件,可以用這個方法。但是要注意的是,雙晶探頭掃查完,把探頭轉(zhuǎn)90°,再掃查一遍,因為雙晶兩個晶片之間的晶隔存在。在實際探傷中,若發(fā)現(xiàn)反射波深度在板厚位置,水平在坡口位置,則大多為咬邊和未熔合,然后從焊縫的另一側(cè)探,若波幅變化不大,則為咬邊,否則,則為未熔合。若反射波深度在板厚位置,而水平在焊縫中間,則大多數(shù)情況下為裂紋。特別是焊后變形較大的板經(jīng)過油壓機校正后。還可以翻個后,對有缺陷的焊縫表面做MT得以印證。
2.2 T接焊縫
T接焊縫一定要從腹板的兩側(cè)進行檢測,這個不能偷懶,特別時焊縫余高比較大的時候。翼板上也必須加上一個直探頭。若T接焊縫的角焊肉比較大,則有時候很難分清反射波是一次反射后打在板厚對應的焊縫里,還是沒有反射,直接打在了角焊肉里,這里說一個計算方法。見圖3。我們設腹板板厚為T,探頭前沿為L1,探頭前沿到角焊肉起點為L,探頭角度為Φ;若T*tanΦ>L+L1,則判定超聲波束沒有經(jīng)過下板面的反射,是射入了角焊肉里;若T*tanΦ≤L+L1,則判定超聲波束經(jīng)過下板面的反射,說明缺陷是在板厚對應的焊肉里。
對于筒子接一個法蘭的環(huán)焊縫,在檢測時由于筒子曲率的緣故,我們得額外考慮耦合不好帶來的影響,所以得適當進行靈敏度補償,越大的探頭應該補償越多,具體補償多少可以通過對比試驗測得。焊縫里的應力也不好散出去,所以一定要注意對裂紋的橫向掃查。此外若焊縫掃查區(qū)的光潔度過高,會有幻象波產(chǎn)生,此時只要降低儀器的重復頻率就能辨別。
2.3 探頭的選擇
探頭的選擇因遵從幾個原則:(1)保證聲束掃到整個檢測斷面,對不同工件形狀要具體分析選擇。(2)盡可能使檢測聲束與缺陷垂直,在條件許可時,盡量用K大些的探頭。薄工件K大些,厚工件K可小些。(3)根據(jù)檢測對象選K:如單面焊根部未焊透,選K=0.7-1.5,即在K=0.84-1時檢測靈敏度最高。只有合理的利用好不同角度的探頭,才能達到我們想要的檢出率,才能真正保證焊縫的質(zhì)量。
3 結(jié)束語
以上分析了在超聲波檢測焊縫中,不同類型缺陷所呈現(xiàn)的不同波形特點,對接焊縫、T接焊縫實際檢測過程中遇到的一些情況和具體分析,以及探頭的選用原則。但在實際檢測過程中遇到的具體問題還是多種多樣的,這就要求操作者能熟練掌握缺陷的波形特性,以及如何達到最大檢出率。才能對焊縫中的缺陷的定位和定性做到迅速和快捷,提高檢測工作的效率。