型贴角焊缝超声波探伤工艺研究.docx

型贴角焊缝超声波探伤工艺研究 目前，中国仅进行外观或表面磁粉检测，但内部质量缺乏有效的检测方法。因此,开展对T型贴角焊缝超声检测方法的研究,探索出一套适合T型贴角焊缝超声检测的探伤工艺及评价体系具有重大的现实意义。 1 超声检测难点的原因 T型贴角焊缝中常见的缺陷分布模式如图1所示。 长期以来,T型贴角焊缝一直被视为超声检测的难点。究其原因,主要有形状复杂、声束宽而检测区域小、影响因素多、近场干涉严重、波形不易识辨及缺陷定量困难等。针对上述问题,笔者对T型贴角焊缝探伤所选用的探头和探伤面的选择进行了探讨分析。 1.1 探索之门 1.1.1 t型贴角焊缝的探伤特点 由于双晶聚焦探头具有灵敏度高、杂波少、盲区小和近场长度小的特点,所以将其应用在T型贴角焊缝的探伤中具有普通直探头无法比拟的优点。探头聚焦深度应与T型贴角焊缝处的板厚相适应,以便既能检测角焊缝中的缺陷,也能检测翼板母材中的层状撕裂。 1.1.2 接头角度的选择 图2是3种不同角度斜探头对T型接头的探伤示意图。可以看出,折射角为70°和60°的探头存在很大的检测盲区,而折射角为45°的探头则没有盲区,故探头角度应选择45°。不同焊角尺寸分别采用折射角为70°和60°的探头进行检测时,盲区的最大深度和面积见表1。 1.1.3 接头的最小前沿尺寸 图3为探头前沿示意图。 一次反射法法探伤时探头最小前沿尺寸的计算式如下: 由以上两式不难看出,探头的最小前沿尺寸与板厚和焊角尺寸Hf有关。式(1)中的T指腹板厚度,式(2)中的T指翼缘板厚度。探伤时,应根据上述两式选择合适的探头,避免造成缺陷的漏检。 1.2 探伤时腹板侧焊缝采用一次反射法探伤 从图3可以看出,无论在翼缘板外侧还是在腹板侧进行直射法探伤,对探伤过程中发现的缺陷进行准确定位都是比较困难的,故应尽可能采用一次反射法进行探伤。另外在腹板侧进行一次反射法探伤时,由于扫查面的对立面还有焊缝,超声波的反射点很可能会出现在扫查面对立面的焊缝内,这样会出现干扰回波或检测到对立面焊缝的缺陷,给扫查面所在焊缝的缺陷判断带来困难。鉴于上述分析,T型贴角焊缝超声波探伤应首选在翼缘板内侧采用一次反射法,而其它探伤面只作为辅助探伤之用。 2 t型交叉焊接超声干燥剂 2.1 探伤前的测量 由于T型贴角焊缝的自身特点,导致腹板与翼板连接处存在未焊透,相当于焊缝中存在一个天然“缺陷”。若探伤前不确定探头的移动范围,避开这个天然“缺陷”,就容易在仪器上产生干扰回波,影响探伤人员对真实缺陷的判断。在探伤之前,探伤人员必须根据板材厚度和焊脚尺寸计算出探头的移动范围和检测焊缝全截面的声程范围。 探伤前,根据构件的板厚和焊脚尺寸按照图4(A-R曲线)确定探头的移动区域,必要时在构件上画出标线,同时根据图5 (A-S曲线)确定闸门的起点和终点。探伤过程中,若在闸门范围内出现一个波,就可根据仪器显示的水平位置,测量是否在焊缝中。若在焊缝中,则可判定是缺陷波,然后对缺陷进行准确定位并测量其长度。 2.2 光屏全范围基础 (1)扫描范围的调节根据探伤时采用的声程定位法,使荧光屏全范围代表的声程略大于实际检测距离,二次波探伤的实际检测距离S=(2T+Hf)/cosβ。 (2)按GB 11345—1989中表3B级绘制距离波幅曲线。 2.3 扫查部位a级c (1)检验等级根据质量要求,检验等级分为A,B,C三级,检验的完善程度A级最低,B级一般,C级最高,检验工作的难度系数按A,B,C顺序逐级增高。应按照工件的材质、结构和焊接方法、使用条件及承受载荷的不同,合理选用检验级别。 (2)扫查部位A级检验从翼缘板外侧用双晶聚焦直探头扫查焊缝及其热影响区;B级检验从翼缘板外侧用双晶聚焦直探头,翼缘板内侧用斜探头扫查焊缝及其热影响区;C级检验应从翼缘板外侧用双晶聚焦直探头,翼缘板内侧用斜探头扫查焊缝及其热影响区,同时还必须用斜探头从翼缘板外侧扫查焊缝。 3 t型t型开口的焊接缺陷 3.1 陷的处理 (1)对于焊角根部区域的缺陷,一般按照根部未熔合处理。对于靠近翼板或腹板侧的缺陷,一般按照焊角未熔合处理。其余部分的缺陷一般不定性分析,只对缺陷进行定量,除非有明显的危害性缺陷特征。 (2)缺陷指示长度的测定,见GB 11345-1989中11.4.1。 (3)以单个缺陷中最大波高所在距离-波幅曲线的区域记录缺陷的波高。 3.2 缺陷指示长度计算 T型贴角焊缝缺陷的评定方法除最大反射波幅位于Ⅱ区的缺陷,根据缺陷指示长度按表2的规定予以评级,其它情况见GB 11345—1989中13.2～13.6。 4 测试 4.1 实验的生产 设计并制作了焊角尺寸分别为6,8,10,12和14 mm共5块模拟试件,翼板厚度及腹板厚度同为20 mm。 4.2 探伤结果图2 (1)检测仪器选用CTS-20