超声波检测焊缝

1、中厚板对接焊缝超声波检测实际操作要点一.检测前的准备1.选择探头1 ) K值的选择(1) 探头K值的选择应从以下三个方面考虑：使声束能扫查到整个焊缝 截面；(2) 使声束中心线尽量与主要危险性缺陷垂直；(3) 保证有足够的探伤灵敏度设工件厚度为T,焊缝上下宽度的一半分别为 a和b,探头K值为K,探头 前沿长度为L0,则有：K (a+b+Lo) /T一般斜探头K值可根据工件厚度来选择，较薄厚度采用较大K值，如814厚度可选K3.0K2.0探头，以便避免近场区探伤，提高定位定量精度；较厚工件 采用较小K值，以便缩短声程，减小衰减，提高探伤灵敏度。如 1546厚度可选 K2.0K1.5探头，同时还可

2、减少打磨宽度。在条件允许的情况下，应尽量采用大 K值探头。探头K值常因工件中的声速变化和探头的磨损而产生变化，所以探伤前必须 在试块上实测K值，并在以后的探伤中经常校验。2)频率选择焊缝的晶粒比较细小，可选用比较高的频率探伤，一般为2.55.0MHz。对于 板厚较小的焊缝，可采用较高的频率；对于板厚较大，衰减明显的焊缝，应选用 较低的频率。2 .探头移动区宽度焊缝两侧探测面探头移动区的宽度P一般根据母材厚度而定的羯向椎*叵图1探头移动区和检测区厚度为8 46mm勺焊缝采用单面两侧二次波探伤，探头移动区宽度为：P . 2KT+50 (mm)厚度为大于46mm勺焊缝采用双面两侧一次波探伤，探头移动

3、区宽度为：P . KT+50 (mm)式中 K-探头的K值；T-工件厚度。工件表面的粗糙度直接影响探伤结果，一般要求表面粗糙度不大于6.3 Nm否则应予以修整3 .耦合剂的选择在焊缝探伤中，常用的耦合剂有机油、甘油、浆糊、润滑脂和水等，实际探 伤中用的最多的是浆糊和机油。二.探头测定与仪器(A型)的调节1 .探头测试1)斜探头入射点的测试斜探头的入射点是指其主声束轴线与探测面的交点。入射点至探头前沿的距离称为探头的前沿长度。测定探头的入射点和前沿长度是为了便于对缺陷定位和 测定探头的K值。将斜探头放在CSK-IA试块上，使R100的圆弧面反射回波达到达到最高时斜 楔底面与试块圆心的重合点就是该

4、探头的入射点。这时探头的前沿长度L0为：Lo = R- MR为试块圆弧的半径；M为探头前端部至试块圆弧面边缘的距离图2用CSK-IA试块斜探头入射点的测试2）测定斜探头K值斜探头K值是指被探工件中横波折射角的正切值:K=tg BsK值的测定一般常用CSK-IA试块上的50孔来进行，具体方法是将探头对 准试块上的50孔，找到最大反射回波，并测出探头前沿至试块端面的距离L,则：K=tg Bs =(L+10-35 ) /30图3用CSK-IA试块测定斜探头K值斜探头K值的测定，也可以用CSK-IIIA试块在调节仪器扫描线比例时同时 进行。具体方法是在测定某一深度的 力1*6短横孔时，找到孔的最大反射

5、回波后 用入射点至该孔的水平距离除以该孔的深度值，商即为K值。可用不同深度的孔 测得数值反复计算几次求得平均值，这样较为精确。2 .扫描线比例的调节1）按水平调节水平调节是使示波屏的水平刻度值直接显示反射体的水平投影距离。该方法多用于较薄厚度（824）焊缝的检测。常用CSK-IA或CSK-IIIA试块进行调节。CSK-IA试块调节方法如下：根据所用探头的实测K值，先计算出R50 , R100对应的水平距离11和12：1 1= KR50/ 1+K212 = 21 i然后将探头同时对准CSK-IA试块上的R50和R10Q调节仪器使两弧面反射 波B1和B2同时分别对准水平距离刻度1 1和1 2如图4

6、。则水平距离扫描速度为 1: 1。图4调节仪器使两弧面反射波B1和B2同时分别对准水平距离刻度CSK-IIIA试块调节方法如下：a.先将始脉冲对准零点再左移10mm使入射点大致对零点；b.将探头对准试块上20深的横孔，找到最高反射回波 A,量出水平距离11,调整微调旋钮使A波前沿对准水平刻度11,并记住读数；c.将探头对准试块上40深的横孔，找到最高反射回波B,量出水平距离12, 若此时示波屏上的B波读数与水平距离12不符应计算出二者的水平读数差值 A = 1 2 - X若A为正值，应将B波向大读数移动，顺时针转动微调旋钮将 B波调至X+2 A 0若A为负值，应将B波向小读数移动至X-2A 0

7、d.用脉冲位移旋钮将B波调至12。再用探头找到A波看水平位置是否与11 相符，若相符则水平1: 1调整完毕。若不相符，则重复用 A B波反复调至与读 数相符。2）按深度调节深度调节是使示波屏的水平刻度值直接显示反射体的垂直深度。该方法多用于较大厚度（2446）焊缝的检测。深度调节可在CSK-IA或CSK-IIIA试块上进行。CSK-IA试块调节方法如下：根据所用探头的实测K值，先计算出R50 , R100对应的深度数值d1和d2：d1= R50/ 1+K2 d 2 = 2d 1然后将探头同时对准CSK-IA试块上的R50和R10Q调节仪器使两弧面反射 波B1和B2分别对准示波屏刻度值 d1和d

8、2。例如：当K=2.0时，d1=22.4 ,d2=44.8 , 反复调节仪器的微调和脉冲位移旋钮使 B1和B2分别对准示波屏刻度值22.4和 44.8 ,则深度1: 1调整完毕。CSK-IIIA试块调节方法如下：a.将探头对准试块上20深的横孔，找到最高反射回波A,调整微调旋钮使A 波前沿对准水平刻度20处.b.再将探头对准试块上40深的横孔，找到最高反射回波 B,若此时示波屏 上的B波读数不在40处，应计算出二者的深度读数差值 A = 40 - X若A为正值，应将B波向大读数移动，顺时针转动微调旋钮将 B波调至X+2 A 0若A为负值，应将B波向小读数移动至X-2A 0c.用脉冲位移旋钮将B

9、波调至40处。再用探头找到A波看水平位置是否在 刻度20上，若相符则深度1: 1调整完毕。若不相符，则重复用 A、B波反复调 至与读数相符。三.距离-波幅（dB）曲线的绘制与应用缺陷波高与缺陷大小及距离有关，大小相同的缺陷由于距离不同，回波高度也不相同。描述某一确定反射体回波高度随距离变化的关系曲线称为距离-波幅曲线。距离-波幅曲线（简称DAC曲线）由判废线、定量线和测长线（又称评定线） 组成。我:应我（火L ）定量i* CSL）注定战EL图5距离-波幅（dB）曲线如图5所示，测长线与定量线之间（包括测长线）称为 I区，定量线与判废 线之间（包括定量线）称为II区，判废线及以上区域称为III区

10、。不同板厚范围 的距离一波幅曲线的灵敏度见下表：试 块板厚mm测长线定量线判废线CSK-IIIA8156 1*6-12dB6 1*6-6dB6 1*6+2dB15-466 1*6-9dB6 1*6-3dB6 1*6+5dB表1 JB4730不同板厚范围的距离 一波幅曲线的灵敏度1 .曲线的制作（设板厚T=30）1）先测定好探头的入射点和 K值，根据板厚将扫描线比例调整为深度 1:1。2）将探头置于CSKIIIA试块上，依次分别对准1070mm深的力1*6短横 孔，调节衰减器，使不同深度的孔的最高反射回波达到基准高度（一般定为满屏 的60%,记下不同孔深的相应dB值，依次填入表2,并将该板厚对应

11、的判废线、 定量线和测长线灵敏度dB值再加上表面补偿-4dB一同分别依次填入表2。3）利用表2中所列数据，以孔深为横坐标，以dB值为纵坐标，在坐标纸上 依次描点连接分别绘出判废线、定量线和测长线，标出 I区、II区和III区，并 注明所用探头的频率、晶片尺寸和实测 K值等。距离（孔深）mm10203040506070波幅（dB）1*648433935.5322926.5 1*6+5-4 dB (RL)49444036.5333027.5 1*6-3-4 dB (SL)41363228.5252219.5 1*6-9-4 dB (EL)35302622.5191613.5表2不同孔深对应的判废线

12、、定量线和测长线灵敏度dB值（表面补偿4dB）2 .距离-波幅（dB）曲线的应用1）调整检测灵敏度：JB4730标准要求检测扫查灵敏度不低于最大声程处的 测长线灵敏度。这里T=30,二次波扫查最大深度为 60,由表2可知深度60处 的测长线灵敏度为16 dB,因此将衰减器读数调至16dB,则扫查灵敏度调整完毕（同样用一次波扫查时可将衰减器读数调至 26 dB即可）。2）比较缺陷大小：例如探伤中发现两缺陷，缺陷1、d1=10mm,波高为44dB, 缺陷2、d2=20mm,波高为42dB,试比较二者大小。由上表可以看出，缺陷1波高44dB,比相同深度的定量线（SL）高3dB0 缺陷2波高42dB,

13、比相同深度的定量线（SL）高6dB,所以缺陷2比缺陷1波 高还要高出3dB。因此缺陷2比缺陷1大。3）确定缺陷所在区域：以上两缺陷均位于定量线（SL）以上，但没有超出 判废线（RL）,因此两缺陷均位于II区，应测定缺陷长度，再根据长度平定级别。4）测定缺陷指示长度：以上述缺陷1为例，由上表或查曲线图可知，该深 度位置的测长线（EL）灵敏度为35dB,则将仪器的衰减器调为35dB,将探头对 准缺陷沿焊缝方向平行移动至波高降到基准高度即满屏的60物止，该位置即缺陷指示长度的一端起点。然后将探头向相反方向平行移动，同样至波高降到基准 高度即满屏的60断止，该位置即缺陷指示长度另一端的起点。两点间的距

14、离就 是缺陷1的指示长度。四.扫查方式在中厚板焊缝检测中常用如下几种扫查方式：1 .锯齿型扫查如图6探头以锯齿的路线进行运动，每次前进的齿距不得超过探头晶片直 径，间距过大会造成漏检。为发现与焊缝成一定角度的倾斜缺陷， 探头在做前后 锯齿运动时，可同时作10o15o转动。图6.锯齿型扫查2 .斜平行和平行扫查为了发现并检出焊缝或热影响区的横向缺陷， 可将探头沿焊缝两侧边缘与焊 缝成一定角度（10o30o）做斜平行才3查，见图7 。对于磨平的焊缝可直接在焊 缝及热影响区作平行移动，见图8。图7斜平行扫查图8平行扫查3 .其他方式扫查1）左右扫查与前后扫查：如图9当用锯齿扫查发现缺陷后，可用左右扫

15、查 与前后扫查找到缺陷的最大回波，用左右扫查来确定缺陷沿焊缝方向的指示长 度；用前后扫查来确定缺陷的水平距离或深度。2）转角扫查：发现缺陷后用转角扫查可以大致推断缺陷的方向，如图 9。3）环绕扫查：发现缺陷后用环绕扫查可以大致推断缺陷的形状，如图 9。用此种方法扫查时，如果单一回波的高度变化不大，则可判断为点状缺陷，如果 回波的高度变化较大，则可判断为面积缺陷。耨前图9发现缺陷后的四种基本扫查方法五 . 缺陷的测定与评定检测中发现缺陷波后，应根据示波屏上缺陷波位置以及探头与焊缝的距离，来确定缺陷在焊缝中的实际位置。还应根据不同距离的波高确定缺陷的大小以及指示长度。1. 缺陷位置的测定1)水平定

16、位法：扫描线比例按水平1： 1 调节，发现缺陷示波屏上缺陷波前沿所对应的刻度值tf就是缺陷的水平距离lf。.用一次波探伤发现缺陷时：lf = ntfdf = lf/K用二次波探伤发现缺陷时：lf = ntfdf = 2T-lf/K例如 ： 用 K2 探头探伤T=15mm 的对接焊缝，按水平1： 1 调节扫描速度，探伤中示波屏上水平刻度50 处发现一缺陷波，求此缺陷的位置。解： 由题可知一、二次波的水平距离为：L1 = KT=2*15=30L2=2 KT=2*2*15=6030 lf = 50 60可见此缺陷是二次波发现的，它的水平距离和深度分别为：L1 = n tf =1*50 = 50(mm

17、)df = 2T-lf/K =2*15 -50/2= 50(mm)2)深度定位法：当仪器扫描线比例按深度1： 1 调节时，示波屏上缺陷波前沿所对应的刻度值为tf。用一次波探伤发现缺陷时：df = n tflf = K df用二次波探伤发现缺陷时：df = 2T- ntflf= K n tf例如 ： 用 K2 探头探伤T=40mm 的对接焊缝，按深度1： 1 调节扫描速度，探伤中在示波屏上水平刻度30 和 60 处各发现一缺陷波，求这两个缺陷的位置。解： 由题可知：tf1 = 30 T = 40 ， 说明F1 是一次波发现的。其深度和水平距离分别为：df1 = n tf1 = 30 (mm)lf1 = K df1 = 2*30 = 60 (mm)又由题可知：40tf2 = 60 120-400Lrr”，最大不演过如II6 J2OnL =