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超声波在焊缝检测中的应用 　　摘 要：文章结合实际超声波检测过程，介绍了焊缝中的各个类型缺陷在超声波检测中的波形特点，以及实际检测中的一些实用方法。 　　关键词：焊缝；超声波检测；波形特点；实用方法 　　超声波检测是目前应用最广泛的无损检测方法之一，它具有穿透力强、缺陷定位较准确、对面积型缺陷的检出率高、灵敏度高、检测成本低、速度块、设备轻便、对人体及环境无害、现场使用方便等优点。由于超声波穿透力强的特点，所以检测厚度较厚的焊缝。对于埋藏较深的缺陷，只要超声波能较垂直摄入缺陷面，就能得到很高的缺陷回波。因此超声波对焊缝中的未熔合、未焊透和裂纹等危害性缺陷的检出率很高。 　　1 焊缝中不同类型缺陷的波形特点 　　一般都焊缝中常见的缺陷有：气孔、夹渣、未熔合、未焊透和裂纹等。到目前为止还没有一个成熟的方法对缺陷的性质进行准确的评判，只是根据荧光屏上得到的缺陷波的形状和放射波的高低的变化结合缺陷的位置和焊接工艺对缺陷进行综合估判。 　　1.1 气孔 　　单个气孔：由于气孔中的气体声阻抗小，得到的反射波也陡直尖锐。从各个方向探测，得到的回波高度大致相同，单稍微移动探头，回波就消失。 　　密集气孔：会得到一簇反射波，波高随气孔的大小而不同，若有几个气孔紧挨着，会得到一个较宽而且反射波特别高的回波。当探头作定点转动时，会出现此起彼落的现象。这里得和裂纹进行区别了，密集气孔从不同方向探，回波差距不大，裂纹就相差较大了。 　　1.2 夹渣 　　点状夹渣回波信号和单个气孔的信号类似，不同之处在于，夹渣的声阻抗较气孔大，得到的反射回波较低。又由于夹渣面粗糙，所以波形较宽，呈锯齿形。 　　1.3 咬边 　　表面缺陷，一般用肉眼即可发现。一般出现在板厚位置，焊缝两侧检测都能发现，用手蘸油轻轻拍打缺陷处，反射波有明显的起伏。 　　1.4 未焊透 　　出现在根部位置，波幅较高。探头平拉时，波形稳定，焊缝两侧探测，波高相似。 　　1.5 未熔合 　　较多出现在波口位置，用探头单侧平拉时，波形较稳定，两侧检测时，波幅有明显不同，甚至有时候，只能从单侧发现。有的未熔合中的是气体，得到的反射波波高也高，有的是夹渣，得到的反射波就较低一些。 　　1.6 裂纹 　　一般裂纹得到的回波高度大，波幅宽，会出现多峰。探头平移时，波幅不稳定，探头定点转动时，会出现此起彼落的现象，前后拉动探头时，出现“游动”现象，这是由于裂纹有一定高度的原因。从两侧探，得到的波幅不同，有时也只能从焊缝一侧发现。 　　2 实际检测中的一些实用方法 　　2.1 对接焊缝 　　一般的对接焊缝，我们只需要从焊缝的两侧检测，在加上在此面的横向检测就可以了，这就是常说的单面双侧。这里我们说下特别厚的对接焊缝，也就是我们无法用一次反射波对近表面进行检测的厚焊缝。因为探头在近表面有一定的盲区，所以需要一次反射波对近表面进行补充扫查，如图1。这时我们需要从焊缝的两面都进行探伤，就是双面双侧。这里向大家介绍一种方法，用直探头在焊缝上扫查，可以帮助发现焊缝中的缺陷，实践中直探头对于各种缺陷的检出率也较高，特别是未焊透。如图2。如果把直探头换成双晶探头，对于近表面的缺陷就可以很好的检出，对于有些不能翻个的工件，可以用这个方法。但是要注意的是，双晶探头扫查完，把探头转90°，再扫查一遍，因为双晶两个晶片之间的晶隔存在。在实际探伤中，若发现反射波深度在板厚位置，水平在坡口位置，则大多为咬边和未熔合，然后从焊缝的另一侧探，若波幅变化不大，则为咬边，否则，则为未熔合。若反射波深度在板厚位置，而水平在焊缝中间，则大多数情况下为裂纹。特别是焊后变形较大的板经过油压机校正后。还可以翻个后，对有缺陷的焊缝表面做MT得以印证。 　　2.2 T接焊缝 　　T接焊缝一定要从腹板的两侧进行检测，这个不能偷懒，特别时焊缝余高比较大的时候。翼板上也必须加上一个直探头。若T接焊缝的角焊肉比较大，则有时候很难分清反射波是一次反射后打在板厚对应的焊缝里，还是没有反射，直接打在了角焊肉里，这里说一个计算方法。见图3。我们设腹板板厚为T，探头前沿为L1，探头前沿到角焊肉起点为L，探头角度为Φ；若T*tanΦL+L1，则判定超声波束没有经过下板面的反射，是射入了角焊肉里；若T*tanΦ≤L+L1，则判定超声波束经过下板面的反射，说明缺陷是在板厚对应的焊肉里。 　　对于筒子接一个法兰的环焊缝，在检测时由于筒子曲率的缘故，我们得额外考虑耦合不好带来的影响，所以得适当进行灵敏度补偿，越大的探头应该补偿越多，具体补偿多少可以通过对比试验测得。焊缝里的应力也不好散出去，所以一定要注意对裂纹的横向扫查。此外若焊缝扫查区的光洁度过高，会有幻象波产生，此时只要降低仪器的重复频率就能辨别。 　　2.3 探头的选择