摘 要：本文詳細(xì)介紹了超聲波探傷在焊縫檢測(cè)當(dāng)中的應(yīng)用，及根據(jù)缺陷波形結(jié)合焊接工藝對(duì)缺陷性質(zhì)做出準(zhǔn)確判斷。

關(guān)鍵詞：焊縫;超聲波探傷

隨著社會(huì)的發(fā)展，焊接結(jié)構(gòu)在承壓設(shè)備、基礎(chǔ)建設(shè)鋼結(jié)構(gòu)件、隧道掘進(jìn)設(shè)備、水泥回轉(zhuǎn)窯、礦石破磨等設(shè)備中得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。無(wú)損檢測(cè)是保證焊接質(zhì)量的重要方法，由于超聲波探傷具有探測(cè)距離大，探裝置體積小，重量輕，便于攜帶到現(xiàn)場(chǎng)探傷，檢測(cè)速度快，而且探傷中只消耗耦合劑和磨損探頭，總的檢測(cè)費(fèi)用較低等特點(diǎn)，在焊縫質(zhì)量檢測(cè)中得到最廣泛的應(yīng)用。

接到探傷任務(wù)后，首先要了解圖紙對(duì)焊接質(zhì)量的技術(shù)要求。

超聲檢測(cè)適用于全熔透焊縫，對(duì)于局部探傷的焊縫如果發(fā)現(xiàn)有不允許的缺陷時(shí)，應(yīng)在焊縫兩端的延伸部位增加探傷長(zhǎng)度，增加的長(zhǎng)度不應(yīng)小于該焊縫隙長(zhǎng)度的10%且不應(yīng)小于200mm，當(dāng)仍有不允許的缺陷時(shí)，應(yīng)對(duì)焊縫進(jìn)行100%的探傷檢查，其次應(yīng)該弄清楚探傷時(shí)機(jī)，碳素鋼應(yīng)在焊縫冷卻到環(huán)境溫度后，低合金鋼應(yīng)在焊接完成24小時(shí)后方可進(jìn)行焊縫探傷檢驗(yàn)。另外還應(yīng)該知道待測(cè)工件母材厚度、接頭型式、坡口型式及焊接工藝等。壓力容器多用對(duì)接接頭，坡口型式有I型、單V型、X型等幾種型式。在弄清楚以上這些東西以后方可進(jìn)行探傷前的準(zhǔn)備工作。

在每次探傷前都必須用標(biāo)準(zhǔn)試塊CSK-IA，對(duì)比試塊CSK-IIIA、CSK-IIA校正儀器的綜合性能，校準(zhǔn)DAC曲線(xiàn)，以保證探傷結(jié)果的準(zhǔn)確性。

1.探傷面的修整：應(yīng)清除焊接工件表面飛濺物，氧化皮凹坑及銹蝕等，表面粗燥度一般不大于Rα6.3焊縫兩側(cè)探傷面的修整寬度一般為大于等于2KT+50mm一般根據(jù)焊縫母材選擇K2探頭。

2.耦合劑的選擇應(yīng)考慮到粘度、流動(dòng)性、附著力，對(duì)工件表面無(wú)腐蝕，易清洗，而且經(jīng)濟(jì)，綜合以上因素選擇漿糊或機(jī)油作為耦合劑，對(duì)盛放食用物品的容器，應(yīng)使用植被物油如花生油做為耦合劑。

3.母材厚度較薄時(shí)單面雙側(cè)進(jìn)行檢測(cè);在母材較厚時(shí)在雙面雙側(cè)檢測(cè)。

4.根據(jù)工件厚度不同、選擇相應(yīng)探頭制作適當(dāng)DAC曲線(xiàn)。

5.在探傷過(guò)程中采用粗探傷和精探傷。為了大概了解缺陷的有無(wú)和分布形態(tài)就是粗探傷。使用鋸齒形掃查、左右掃查、前后掃查，轉(zhuǎn)角掃查，環(huán)繞掃查等到幾種掃查方式以便于對(duì)缺陷進(jìn)行定量定位并且判別缺陷性質(zhì)為精探傷。

6.對(duì)探測(cè)結(jié)果進(jìn)行記錄，如發(fā)現(xiàn)內(nèi)部缺陷對(duì)其進(jìn)行評(píng)定分析。焊接接頭內(nèi)部缺陷分級(jí)應(yīng)符合NB/T47043.3-2015《承壓設(shè)備無(wú)損檢測(cè)》超聲部分的規(guī)定，來(lái)評(píng)判該焊縫是否合格。如發(fā)現(xiàn)有超標(biāo)缺陷，向車(chē)間下達(dá)整改通知書(shū)，令其整改后進(jìn)行復(fù)檢直至合格。

一般的焊縫常見(jiàn)的缺陷有：氣孔、夾渣、未焊透、未熔合和裂紋等。到目前為止還沒(méi)有一個(gè)成熟的方法對(duì)缺陷的性質(zhì)進(jìn)行準(zhǔn)確的評(píng)判，只是根據(jù)熒光屏上得到的缺陷波的形狀和反射波高度的變化結(jié)合缺陷的位置和焊接工藝、對(duì)缺陷進(jìn)行綜合評(píng)判。對(duì)于內(nèi)部缺陷的性質(zhì)的估判以及缺陷產(chǎn)生的原因和防止措施大體總結(jié)了以下幾點(diǎn)：

1.氣孔：產(chǎn)生氣孔的原因主要是焊接未按規(guī)定烘干，焊條藥皮變質(zhì)脫落、焊芯銹蝕，焊接清理不干凈，手工焊接時(shí)電流過(guò)大、電流過(guò)長(zhǎng)：埋弧焊時(shí)電壓過(guò)高或網(wǎng)絡(luò)電壓過(guò)大：氣體保護(hù)焊接時(shí)氣體純度低等。氣孔的存在破壞了焊縫金屬的致密性，又使得焊縫有效截面積減少，降低了機(jī)械性能，特別是存在鏈狀氣孔時(shí)，能明顯降低焊縫隙的彎曲強(qiáng)度和沖擊性能等。在超聲波探測(cè)時(shí)其波形表現(xiàn)為單個(gè)氣孔回波較低，波形為單峰，較穩(wěn)定。從各個(gè)方向探測(cè)，反射波大體相同，但是稍一移動(dòng)探頭就消失，密集氣孔會(huì)出現(xiàn)一簇反射波，波高隨氣孔大小而不同，當(dāng)探頭做定向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)。會(huì)出現(xiàn)此起彼落的現(xiàn)象。

2.夾渣：產(chǎn)生夾渣的原因主要有焊接電流過(guò)小，速度過(guò)快，熔渣來(lái)不及浮起，被焊邊緣和各層焊縫清理不干凈，其本金屬和焊接材料化學(xué)成分不當(dāng)，含硫、磷較多等。夾渣的危害與氣孔相似帶尖角的夾渣會(huì)產(chǎn)生尖端應(yīng)力集中，尖端還會(huì)發(fā)展為裂紋源，危害較大。其超聲波探測(cè)波形特點(diǎn)為點(diǎn)狀?yuàn)A渣與點(diǎn)狀氣孔相似，條狀?yuàn)A渣回波信號(hào)多呈鋸齒狀波幅不高，波形多呈樹(shù)枝狀，主峰邊上有小峰，探頭平移波幅有變動(dòng)，從各個(gè)方向探測(cè)時(shí)反射波幅不相同。

3.未焊透：未焊透產(chǎn)生的原因主要是坡口純邊間隙太小、焊接電流太小或者運(yùn)條速度太快，坡口角度小，運(yùn)條角度不對(duì)或電弧偏吹等。這類(lèi)缺陷降低了焊接接頭的機(jī)械性能，在未焊透的缺口和端部開(kāi)形成應(yīng)力集中點(diǎn)，了承載后會(huì)誘發(fā)裂紋，是一種危險(xiǎn)性的缺陷。其超聲波檢測(cè)時(shí)波形特點(diǎn)是反射率高，波幅也較高，探頭平移時(shí)，波形較穩(wěn)定，在焊縫兩側(cè)探傷時(shí)均能得到大致相同的反射波幅。

4.未熔合：這類(lèi)缺陷產(chǎn)生的原因主要有坡口不干凈，焊速太快，電流過(guò)小或過(guò)大，焊條角度不對(duì)電弧偏吹等。未熔合是一種面積型缺陷，坡口未熔合和根部未熔合對(duì)承載面積的減小都非常明顯，應(yīng)力集中也較為嚴(yán)重，未熔合是一種僅次于裂紋的危害性缺陷。其超聲波探傷時(shí)波形特點(diǎn)為探頭平移時(shí)，波形較穩(wěn)定，兩側(cè)探測(cè)時(shí)，反射波幅不同，有時(shí)只能從一側(cè)探到。

5.裂紋：裂紋分為熱裂紋和冷裂紋和再熱裂紋，熱裂紋產(chǎn)生的原因是焊接時(shí)焊池的冷卻速度過(guò)快，造成偏析;焊縫受熱不均勻產(chǎn)生拉應(yīng)力，冷裂紋產(chǎn)生的原因是焊接材料淬透性較大在冷卻過(guò)程中受到人的焊接拉力作用時(shí)易裂開(kāi);焊接時(shí)冷卻速度很快氫來(lái)不及逸出而殘留在焊縫隙中，氫原子結(jié)合成氫分子，以氣體狀態(tài)進(jìn)入到金屬的細(xì)微孔隙中，并造成很大的壓力使局部金屬產(chǎn)生很大的壓力而形成冷裂紋，焊接應(yīng)力拉應(yīng)力并與氫的析出和淬火脆化同時(shí)發(fā)生時(shí)易形成冷裂紋。裂紋是是危險(xiǎn)性最大的缺陷，它降低焊接接頭原強(qiáng)度，引起應(yīng)力集中，成為結(jié)構(gòu)斷裂的起源。其超聲波檢測(cè)波形特點(diǎn)為回波幅度較大，波幅寬，會(huì)出現(xiàn)多縫，探頭平移時(shí)反射波連續(xù)出現(xiàn)波幅有變動(dòng)，探頭旋轉(zhuǎn)時(shí)，波峰有上下錯(cuò)動(dòng)現(xiàn)象。

以上總結(jié)的幾個(gè)方面并不全面，有待于在實(shí)際工作中不斷總結(jié)和完善，為焊接生產(chǎn)把嚴(yán)質(zhì)量關(guān)。

作者簡(jiǎn)介：

張清林（1969.8-），男，漢族，山東鄆城人，最高學(xué)歷：本科，濟(jì)南重工股份有限公司。