超聲波探傷儀在焊接中的應(yīng)用

 一,、無損檢測的方法:

無損檢測的常規(guī)方法有直接用肉眼檢查的宏觀檢驗(yàn)和用射線照相探傷,、超聲波探傷,、磁粉探傷、滲透探傷,、渦流探傷等儀器檢測,。肉眼宏觀檢測可以不使用任何儀器和設(shè)備，但肉眼不能穿透工件來檢查工件內(nèi)部缺陷,，而射線照相等方法則可以通過各種各樣的儀器或設(shè)備來進(jìn)行檢測,，既可以檢查肉眼不能檢查的工件內(nèi)部缺陷，也可以大大提高檢測的準(zhǔn)確性和可靠性,。至于用什么方法來進(jìn)行無損檢測,，這需根據(jù)工件的情況和檢測的目的來確定。

二,、超聲波的常識:

超聲波頻率超過人耳聽覺,，頻率比20千赫茲高的聲波叫超聲波。用于探傷的超聲波,，頻率為0.4-25兆赫茲,，其中用得zui多的是1-5兆赫茲。利用聲音來檢測物體的好壞,，這種方法早已被人們所采用,。例如，用手拍拍西瓜聽聽是否熟了,；醫(yī)生敲敲病人的*部,，檢驗(yàn)內(nèi)臟是否正常；用手敲敲瓷碗,，看看瓷碗是否壞了等等。但這些依靠人的聽覺來判斷聲響的檢測法,，比聲響法要客觀和準(zhǔn)確,，而且也比較容易作出定量的表示。由于超聲波探傷具有探測距離大,，探傷裝置體積小,，重量輕，便于攜帶到現(xiàn)場探傷,，檢測速度快,，而且探傷中只消耗耦合劑和磨損探頭，總的檢測費(fèi)用較低等特點(diǎn),，目前建筑業(yè)市場主要采用此種方法進(jìn)行檢測,。

三、超聲波探傷在焊接中的應(yīng)用:

首先要了解圖紙對焊接質(zhì)量的技術(shù)要求。目前鋼結(jié)構(gòu)的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)是依據(jù)GB50205-95《鋼結(jié)構(gòu)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》來執(zhí)行的,。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：對于圖紙要求焊縫焊接質(zhì)量等級為一級時(shí)評定等級為Ⅱ級時(shí)規(guī)范規(guī)定要求做100%超聲波探傷,；對于圖紙要求焊縫焊接質(zhì)量等級為二級時(shí)評定等級為Ⅲ級時(shí)規(guī)范規(guī)定要求做20%超聲波探傷；對于圖紙要求焊縫焊接質(zhì)量等級為三級時(shí)不做超聲波內(nèi)部缺陷檢查,。

在此值得注意的是超聲波探傷用于全熔透焊縫,，其探傷比例按每條焊縫長度的百分?jǐn)?shù)計(jì)算，并且不小于200mm,。對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)在該缺陷兩端的延伸部位增加探傷長度，增加長度不應(yīng)小于該焊縫長度的10%且不應(yīng)小于200mm,，當(dāng)仍有不允許的缺陷時(shí),，應(yīng)對該焊縫進(jìn)行100%的探傷檢查，其次應(yīng)該清楚探傷時(shí)機(jī),，碳素結(jié)構(gòu)鋼應(yīng)在焊縫冷卻到環(huán)境溫度后,、低合金結(jié)構(gòu)鋼在焊接完成24小時(shí)以后方可進(jìn)行焊縫探傷檢驗(yàn)。另外還應(yīng)該知道待測工件母材厚度,、接頭型式及坡口型式,。截止到目前為止我在實(shí)際工作中接觸到的要求探傷的絕大多數(shù)焊縫都是中板對接焊縫的接頭型式，所以我下面主要就對焊縫探傷的操作做針對性的總結(jié),。一般地母材厚度在8-16mm之間,，坡口型式有I型、單V型,、X型等幾種形式,。在弄清楚以上這此東西后才可以進(jìn)行探傷前的準(zhǔn)備工作。

在每次探傷操作前都必須利用標(biāo)準(zhǔn)試塊（CSK-IA,、CSK-ⅢA）校準(zhǔn)儀器的綜合性能,，校準(zhǔn)面板曲線，以保證探傷結(jié)果的準(zhǔn)確性,。

具體的方法如下：

1,、探測面的修整：應(yīng)清除焊接工作表面飛濺物、氧化皮,、凹坑及銹蝕等,，光潔度一般低于▽4。焊縫兩側(cè)探傷面的修整寬度一般為大于等于2KT+50mm,，（K:探頭K值,，T：工件厚度）。一般的根據(jù)焊件母材選擇K值為2.5探頭,。例如：待測工件母材厚度為10mm,那么就應(yīng)在焊縫兩側(cè)各修磨100mm,。

2,、耦合劑的選擇應(yīng)考慮到粘度、流動性,、附著力,、對工件表面無腐蝕、易清洗,，而且經(jīng)濟(jì),，綜合以上因素選擇漿糊作為耦合劑。

3,、由于母材厚度較薄因此探測方向采用單面雙側(cè)進(jìn)行,。

4、由于板厚小于20mm所以采用水平定位法來調(diào)節(jié)儀器的掃描速度,。

5,、在探傷操作過程中采用粗探傷和精探傷。為了大概了解缺陷的有無和分布狀態(tài),、定量,、定位就是精探傷。使用鋸齒形掃查,、左右掃查,、前后掃查、轉(zhuǎn)角掃查,、環(huán)繞掃查等幾種掃查方式以便于發(fā)現(xiàn)各種不同的缺陷并且判斷缺陷性質(zhì),。

6、對探測結(jié)果進(jìn)行記錄,，如發(fā)現(xiàn)內(nèi)部缺陷對其進(jìn)行評定分析,。焊接對頭內(nèi)部缺陷分級應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)GB11345-89《鋼焊縫手工超聲波探傷方法和探傷結(jié)果分級》的規(guī)定，來評判該焊否合格,。如果發(fā)現(xiàn)有超標(biāo)缺陷,，向車間下達(dá)整改通知書，令其整改后進(jìn)行復(fù)驗(yàn)直至合格,。

四,、焊縫檢驗(yàn)方法：

焊縫檢驗(yàn)方法: 1,外觀檢查.2,致密性試驗(yàn)和水壓強(qiáng)度試驗(yàn).3,焊縫射線照相 .4,超聲波探傷.5,磁力探傷.6,滲透探傷.關(guān)于返修規(guī)定:具體情況具體對待,總之要力爭減少返修次數(shù)在廠房建設(shè)及設(shè)備安裝中大量使用鋼結(jié)構(gòu)，鋼結(jié)構(gòu)的焊接質(zhì)量十分重要,，無損檢測是保證鋼結(jié)構(gòu)焊接質(zhì)量的重要方法。

一般的焊縫中常見的缺陷有：氣孔,、夾渣,、未焊透、未熔合和裂紋等,。到目前為止還沒有一個(gè)成熟的方法對缺陷的性質(zhì)進(jìn)行準(zhǔn)確的評判,，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缺陷進(jìn)行綜合估判。

對于內(nèi)部缺陷的估判以及缺陷產(chǎn)生原因和防止措施主有有以下幾點(diǎn)：

1.氣孔：

單個(gè)氣孔回波高度低，波形為單縫,，較穩(wěn)定,。從各個(gè)方向探測，反射波大體相同,，但稍一動探頭就消失,，密集氣孔會出現(xiàn)一簇反射波，波高隨氣孔大小而不同,，當(dāng)探頭作定點(diǎn)轉(zhuǎn)動時(shí),，會出現(xiàn)此起彼落的現(xiàn)象。

產(chǎn)生這類缺陷的原因主要是焊材未按規(guī)定溫度烘干,，焊條藥皮變質(zhì)脫落,、焊芯銹蝕，焊絲清理不干凈,，手工焊時(shí)電流過大,，電弧過長；埋弧焊時(shí)電壓過高或網(wǎng)絡(luò)電壓波動太大,；氣體保護(hù)焊時(shí)保護(hù)氣體純度低等,。如果焊縫中存在著氣孔，既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，特別是存鏈狀氣孔時(shí),，對彎曲和沖擊韌性會有比較明顯降低,。防止這類缺陷防止的措施有：不使用藥皮開裂、剝落,、變質(zhì)及焊芯銹蝕的焊條,，生銹的焊絲必須除銹后才能使用。所用焊接材料應(yīng)按規(guī)定溫度烘干,，坡口及其兩側(cè)清理干凈,，并要選用合適的焊接電流、電弧電壓和焊接速度等,。

2.夾渣：

點(diǎn)狀夾渣回波信號與點(diǎn)狀氣孔相似,，條狀夾渣回波信號多呈鋸齒狀波幅不高，波形多呈樹枝狀,，主峰邊上有小峰,，探頭平移波幅有變動，從各個(gè)方向探測時(shí)反射波幅不相同,。

這類缺陷產(chǎn)生的原因有：焊接電流過小,，速度過快,，熔渣來不及浮起，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,。

防止措施有：正確選用焊接電流,，焊接件的坡口角度不要太小，焊前必須把坡口清理干凈,，多層焊時(shí)必須層層清除焊渣,；并合理選擇運(yùn)條角度焊接速度等。

3.未焊透：

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,。這類缺陷不僅降低了焊接接頭的機(jī)械性能，而且在未焊透處的缺口和端部形成應(yīng)力集中點(diǎn),，承載后往往會引起裂紋,，是一種危險(xiǎn)性缺陷。

其產(chǎn)生原因一般是：坡口純邊間隙太小,，焊接電流太小或運(yùn)條速度過快,，坡口角度小，運(yùn)條角度不對以及電弧偏吹等,。

防止措施有：合理選用坡口型式,、裝配間隙和采用正確的焊接工藝等。

4.未熔合：

探頭平移時(shí),，波形較穩(wěn)定,，兩側(cè)探測時(shí)，反射波幅不同,，有時(shí)只能從一側(cè)探到,。

其產(chǎn)生的原因：坡口不干凈，焊速太快,，電流過小或過大,，焊條角度不對，電弧偏吹等,。

防止措施：正確選用坡口和電流,，坡口清理干凈，正確操作防止焊偏等,。

5.裂紋：

回波高度較大,，波幅寬，會出現(xiàn)多峰,，探頭平移時(shí)反射波連續(xù)出現(xiàn)波幅有變動,，探頭轉(zhuǎn)時(shí)，波峰有上下錯(cuò)動現(xiàn)象,。裂紋是一種危險(xiǎn)性zui大的缺陷,，它除降低焊接接頭的強(qiáng)度外，還因裂紋的末端呈尖銷的缺口,，焊件承載后,，引起應(yīng)力集中，成為結(jié)構(gòu)斷裂的起源,。裂紋分為熱裂紋,、冷裂紋和再熱裂紋三種。

熱裂紋產(chǎn)生的原因是：焊接時(shí)熔池的冷卻速度很快,，造成偏析,；焊縫受熱不均勻產(chǎn)生拉應(yīng)力。

防止措施：限制母材和焊接材料中易偏析元素和有害雜質(zhì)的含量,，主要限制硫含量,，提高錳含量；提高焊條或焊劑的堿度,，以降低雜質(zhì)含量,，改善偏析程度；改進(jìn)焊接結(jié)構(gòu)形式,，采用合理的焊接順序,，提高焊縫收縮時(shí)的自由度。

冷裂紋產(chǎn)生的原因：被焊材料淬透性較大在冷卻過程中受到人的焊接拉力作用時(shí)易裂開,；焊接時(shí)冷卻速度很快氫來不及逸出而殘留在焊縫中,，氫原子結(jié)合成氫分子，以氣體狀態(tài)進(jìn)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)力并與氫的析集中和淬火脆化同時(shí)發(fā)生時(shí)易形成冷裂紋,。

防止措施：焊前預(yù)熱,，焊后緩慢冷卻，使熱影響區(qū)的奧氏體分解能在足夠的溫度區(qū)間內(nèi)進(jìn)行,，避免淬硬組織的產(chǎn)生,，同時(shí)有減少焊接應(yīng)力的作用；焊接后及時(shí)進(jìn)行低溫退火,，去氫處理,，消除焊接時(shí)產(chǎn)生的應(yīng)力,，并使氫及時(shí)擴(kuò)散到外界去；選用低氫型焊條和堿性焊劑或奧氏體不銹鋼焊條焊絲等,，焊材按規(guī)定烘干,，并嚴(yán)格清理坡口；加強(qiáng)焊接時(shí)的保護(hù)和被焊處表面的清理,，避免氫的侵入,；選用合理的焊接規(guī)范，采用合理的裝焊順序,，以改善焊件的應(yīng)力狀態(tài),。

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