大型結(jié)構(gòu)件鋼板在對(duì)接焊時(shí),由于焊接工藝復(fù)雜,在焊縫內(nèi)易產(chǎn)生裂紋、未焊透、夾渣及氣孔等缺陷,尤其嚴(yán)重的是,由于焊接過程中焊件受到局部加熱和冷卻，使晶間組織不均，引起膨脹，導(dǎo)致焊縫和母材連接處產(chǎn)生強(qiáng)大熱應(yīng)力，當(dāng)應(yīng)力達(dá)到材料本身不能承受的程度時(shí),鋼板焊縫就會(huì)產(chǎn)生裂紋或延遲裂紋缺陷。為此，需要探傷人員具有斜角探傷的理論和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)及熟練的操作技藝,同時(shí)還要具備高度的責(zé)任心,在檢測(cè)每個(gè)工件時(shí)，都必須先了解焊接工藝方法和易產(chǎn)生缺陷的部位,并對(duì)出現(xiàn)的反射波形具有綜合分辨能力，只有這樣才能保證被探工件內(nèi)部質(zhì)量。通過較長期的實(shí)踐,我們摸索出檢測(cè)焊縫橫向裂紋缺陷的一些方法。

1　探傷原理及方法選擇

1.1　探傷原理

超聲波在焊縫內(nèi)傳播時(shí),焊縫中所傳播的聲程在儀器熒光屏?xí)r間掃描軸線上顯示出來，并給予限制,一般選擇的聲程應(yīng)全部覆蓋焊縫，這樣如果焊縫內(nèi)有缺陷，熒光屏上即產(chǎn)生缺陷反射回波(圖1)。

　　1.2　儀器探頭及方法選擇

采用A型脈沖反射式超聲波探傷儀,要求儀器性能指標(biāo)應(yīng)符合ZBJ 04001-1987專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定和技術(shù)條件要求,探頭采用單斜探頭,方法選用直接接觸法,探頭晶片尺寸、頻率、折射角、儀器探頭組合靈敏度要求見表1。

探測(cè)頻率高,則聲束指向性好,便于發(fā)現(xiàn)和分辨微小缺陷,折射角的選擇應(yīng)使探頭與焊縫距離盡可能小,而且聲束方向應(yīng)盡可能與缺陷最大反射面垂直,探頭tgΒ值的測(cè)定應(yīng)在2N以外進(jìn)行。焊縫探傷一般采用橫波多次反射法進(jìn)行。

2　對(duì)接焊縫橫向裂紋的檢測(cè)方法

對(duì)接焊縫通常采用多次反射法探傷(圖2)。超聲波束垂直于焊縫的方向進(jìn)入工件,探頭在前后移動(dòng)時(shí)須作鋸齒形掃查,此方法只能探測(cè)出與波束垂直的缺陷,不適于焊縫中與波束平行的橫向裂紋的檢測(cè)。

　　一般來說,來自裂紋的回波較高且尖銳,為探出焊縫橫向裂紋應(yīng)選用角度盡可能大的探頭,并使聲束盡可能平行于焊縫,沿焊縫縱軸作單探頭掃查;在焊縫余高磨平后,掃查可以在焊縫表面進(jìn)行,采用雙探頭探測(cè),將角度相同的發(fā)射和接收探頭分別置于焊縫縱軸的兩側(cè),使超聲波聲束相交于焊縫中心平面。具體的幾種探測(cè)方法介紹如下。

2.1　斜平行掃查法

為了探測(cè)出帶余高焊縫中的橫向裂紋,探頭應(yīng)與焊縫軸線成一個(gè)小角度或以平行于焊縫軸線方向移動(dòng)。

2.2　去掉焊縫余高后掃查方法

如果焊縫余高已磨平,在焊縫上探測(cè)是檢查橫向裂紋的極為有效的方法,可采用在焊縫上直接掃查的方式(圖3)

　　2.3　用雙探頭橫跨焊縫掃查法

將兩個(gè)斜探頭放在焊縫兩側(cè)(圖4),此時(shí)探頭發(fā)射波束都經(jīng)母材底面反射后達(dá)到焊縫上表面,可探測(cè)出表面橫向裂紋。

3　缺陷的判別

以上介紹了用超聲檢測(cè)焊縫中橫向裂紋的幾種方法,值得一提的是在焊縫探傷中,假缺陷反射波信號(hào)同樣也是干擾缺陷判別的一個(gè)問題,為解決此問題介紹以下兩種鑒別方法。

焊縫探傷中常在熒光屏上出現(xiàn)非缺陷信號(hào),這些信號(hào)往往是由焊縫余高或焊縫兩側(cè)凹陷和疤痕所形成的反射信號(hào),如不正確判別往往可能誤判,造成一些不必要的浪費(fèi)。在解決這個(gè)問題時(shí)要特別精確地確定聲程距離,根據(jù)水平位置來確定深度,以此來判斷是否是缺陷反射波。

(2)若可以直接接觸,用手沾上耦合劑輕輕拍打焊縫兩側(cè),如果熒光屏上被認(rèn)為是缺陷反射波的信號(hào)出現(xiàn)跳動(dòng),則說明這個(gè)信號(hào)是邊角反射信號(hào),而非缺陷信號(hào)。

斜平行檢測(cè)

4　實(shí)際探傷中的應(yīng)用

綜上所述,在實(shí)際探傷中,對(duì)不同板厚的橫向裂紋缺陷應(yīng)采用不同的方法。

(1)當(dāng)板厚<12mm時(shí),用70°探頭進(jìn)行一次掃查,缺陷的檢出率比較高。但應(yīng)注意探頭在作斜平行掃查時(shí),聲束與焊縫軸線的夾角不應(yīng)>45°。

(2)當(dāng)板厚>12mm時(shí),只用70°探頭掃查橫向缺陷則顯得不夠,特別是靠近上表面的缺陷容易漏掉。可根據(jù)板厚和聲程選擇小角度探頭,配合70°探頭進(jìn)行全方位掃查。

實(shí)際探傷得到的缺陷檢出率如表4所示。

　　5　結(jié)束語

用上述各種方法,結(jié)合一定的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),就可有效地對(duì)焊縫中橫向裂紋進(jìn)行探傷,并能準(zhǔn)確測(cè)定缺陷的位置,從而滿足現(xiàn)行生產(chǎn)制造的要求。

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