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                                            超聲波探傷儀在焊縫探傷中的應(yīng)用

       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。
       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,。
    超聲波探傷聲波頻率為0.4-25兆赫茲,，其中用得 多的是1-5兆赫茲，超過人耳聽覺,。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)生敲敲病人的胸部,，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,。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,。
   
超聲波探傷在焊縫探傷實(shí)際工作中的應(yīng)用,。
      接到探傷任務(wù)后，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,。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,。
 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)直合格,。
   
    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)部缺陷的性質(zhì)的估判以及缺陷的產(chǎn)生的原因和防止措施大體總結(jié)了以下幾點(diǎn)：
 1、氣孔：
    單個氣孔回波高度低,，波形為單縫,，較穩(wěn)定。從各個方向探測,，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),，波峰有上下錯動現(xiàn)象。裂紋是一種危險(xiǎn)性 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),。
   

    以上所總結(jié)的幾個方面還不夠全面,，有待于在實(shí)際工作中不斷地總結(jié)和完善，為企業(yè)生產(chǎn)把好質(zhì)量關(guān),。