超聲波探傷儀在焊接中的應(yīng)用

 一,、無損檢測(cè)的方法:

無損檢測(cè)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(cè),。肉眼宏觀檢測(cè)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(cè),，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(cè)的準(zhǔn)確性和可靠性,。至于用什么方法來進(jìn)行無損檢測(cè),，這需根據(jù)工件的情況和檢測(cè)的目的來確定。

二,、超聲波的常識(shí):

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(cè)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(cè)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(cè)距離大,，探傷裝置體積小，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),，目前建筑業(yè)市場(chǎng)主要采用此種方法進(jìn)行檢測(cè)。

三,、超聲波探傷在焊接中的應(yīng)用:

首先要了解圖紙對(duì)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(duì)于圖紙要求焊縫焊接質(zhì)量等級(jí)為一級(jí)時(shí)評(píng)定等級(jí)為Ⅱ級(jí)時(shí)規(guī)范規(guī)定要求做100%超聲波探傷,；對(duì)于圖紙要求焊縫焊接質(zhì)量等級(jí)為二級(jí)時(shí)評(píng)定等級(jí)為Ⅲ級(jí)時(shí)規(guī)范規(guī)定要求做20%超聲波探傷,；對(duì)于圖紙要求焊縫焊接質(zhì)量等級(jí)為三級(jí)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(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(duì)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(cè)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(duì)接焊縫的接頭型式,，所以我下面主要就對(duì)焊縫探傷的操作做針對(duì)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(cè)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(cè)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(dòng)性、附著力,、對(duì)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(cè)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(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,。焊接對(duì)頭內(nèi)部缺陷分級(jí)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(jí)》的規(guī)定,，來評(píng)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(duì)待,總之要力爭(zhēng)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(cè)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(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)行綜合估判,。

對(duì)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(cè),，反射波大體相同，但稍一動(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)探頭作定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),，會(huì)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(dòng)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(duì)彎曲和沖擊韌性會(huì)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?yuàn)A渣回波信號(hào)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,。

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(huì)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(duì)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(cè)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(duì),，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(huì)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(dòng),，探頭轉(zhuǎn)時(shí),，波峰有上下錯(cuò)動(dòng)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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