焊缝的超声波探伤及缺陷评定

1、焊缝的超声波探伤及缺陷评定超声波探伤作为无损检测一种方法，因其探伤效率咼、成本低、穿透能力强，而被广泛应用。它是利用频率超过20KHZ的高频声束在试件中与试件内部缺陷（如裂缝、气孔、夹渣等）中传播的特性，来判定是否存在缺陷及其尺度的一 种无损检测技术。超声检测因其固有特点，它比较适合于检测焊缝中的平面型缺陷，如裂纹、未焊透、未熔合等。焊缝厚度较大时， 其优点愈明显。4.1焊缝超声波探伤焊缝探伤主要采用斜探头横波探伤，斜探头使声束斜向 入射，斜探头的倾斜角有多种，使用斜探头发现焊缝中的缺 陷与用直探头探伤一样，都是根据在始脉冲与底脉冲之间是 否存在伤脉冲来判断。当发现焊缝中存在缺陷之后，根据探

2、头在试件上的位置以及缺陷回波在显示屏上的高度，就可确 定出焊缝的缺陷位置和大小。这是因为在探伤前按一定的比 例在超声仪荧光屏上作有距离一波幅曲线。下面详细介绍。(1) 检测条件的选择由于焊缝中的危险缺陷常与入射声束轴线呈一定夹角，基于缺陷反射波指向性的考虑，频率不宜过咼，一般工作频 率采用2.0-5.0MHZ :板厚较大，衰减明显的焊缝，应选用更 低一些的频率。探头折射角的选择应使声束能扫查到焊缝的整个截面， 能使声束中心线尽可能与主要危险性缺陷面垂直。常用的探 头斜率为K1.5K2.5。常用耦合剂有机油、甘油、浆糊、润滑脂和水等，从耦 合剂效果看，浆糊与机油差别不大，但浆糊粘度大，并具有 较

3、好的水洗性，所以，常用于倾斜面或直立面的检测。(2) 检测前的准备(3) 探测面的修整探测面上的焊接飞溅、氧化皮、锈蚀和油垢等应清除掉， 探头移动区的深坑应补焊后用砂轮打磨。探测面的修整宽度B应根据板厚t和探头的斜率 K计算确定，一般不应小于2.5Kt斜探头入射点和斜率的测定1）斜探头的入射点测定。斜探头声束轴线与探头楔块底 面的交点称为斜探头的入射点，商品斜探头都在外壳侧面标 志入射点，由于制造偏差和磨损等原因，实际入射点往往与 标志位置存在偏差，因此需经常测定。其测定方法如下：用CSK-2B或IIW试块测定，将斜探头置于试块 R100圆 心处，探测R100圆弧，如图4-1所示。前后移动探头

4、，使 所获得的反射回波最高。此时探头壳侧面与R100圆心的刻度线所对应的点即为入射点。前沿长度斜探头试块、1图4-1斜探头入射点的测定2）斜探头K值的测定。斜探头的标称K值为斜探头声束在钢中折射角的正切值。K值与入射点等参数的准确性对缺陷定位精度影响很大，其标称值也因制造、磨损等原因与实际值往往存在差异，因此需在使用前和使用中经常测定。K值的测定方法如下：用CSK-2B或II W试块测定，将被测探头置于试块上，探头沿试块侧面前后移动， 当对应于$ 50圆弧面所获得最高 反射回波时，斜探头的入射点所对应的试块上的角度刻度或K值刻度指示即为该探头的折射角或K值（见图4-2）。图4-2斜探头折射角（

5、K值）的测定（5）仪器时间基线的调整时间基线的调整包括零点校正和扫描速度调整。在横波检测时，为了定位方便，需要将声波在斜楔块中的传播时间 扣除，以便将探头的入射点作为声程计算的零点，扣除这段 声程的作业就是零点校正。扫描速度的调整则是与零点校正 同时进行的，可使定位更为直接。时间基线的调整方法有如下几种：1）按声程调整。调整后荧光屏上的时间基线与声程成正比，具体做法：用斜探头在IIW标准试块（或CSK-2B试块）上调试，使横波 斜探头的入射点标记同IIW标准试块上R 100圆心（试块上的“0”点）重合。这时，由于 R100圆弧面的回波被 R100圆心 处的反射槽反射，在荧光屏上会出现R100圆

6、弧面的多次回波。根据测量范围的要求，使某两个回波分别对准荧光屏上 各自的相应刻度，贝U荧光屏上多标尺零点即对应于探头入射 点。满刻度相当于声程 250mm。2）按水平距离调整。调整后荧光屏上的基线刻度与反射体的水平距离成正比。由于水平距离L与声程s的关系是：l =s sin :,(B =arctnK)故可利用CSK-ZB试块上R50和R100两个圆弧面的反射进 行调整，此时：11 二 50 sin :12 =100 sin 一：将斜探头对准 R50、R100，调整仪器使其回波 Bi、B2分别 对准基线刻度ii、J即可。3) 按深度调整。调整后荧光屏上的基线刻度与反射体的深度h成正比。由于深度h

7、与声程s的关系是：h =s cos ,( B =arctanK)故可利用CSK-2B试块上R50和R100两个圆弧面的反射 进行调整，此时：h =50 cos :h2 =100 cos :将斜探头对准 R50、R100，调整仪器使其回波B1、B2分别对准基线刻度 h1、h2即可。 距离一波幅(DAC)曲线的绘制由于相同大小的缺陷因声程不同，回波幅度也不相同超声波检测时要根据缺陷回波波幅高度判定缺陷是否有害， 必须按不同声程的回波波幅进行修正。通常是用指定的对比试块来制作距离一波幅（DAC）曲线。钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级（GB 11345-89）中采用对比试块（3X 40横通孔试块

8、）绘制DAC曲 线，其主要步骤如下：1）将测试范围调整到探伤使用的最大探测范围，并按深度、水平或声程调整时的基线扫描比例。2）依据工件厚度和曲率选择合适的对比试块， 在试块上所 有孔深小于等于探测深度的孔深中， 选取能产生最大反射 波幅的横孔为第一基准孔。3）调节“增益”使该孔的反射波为荧光屏满幅高度的80% ,将其峰值标记在荧光屏前的辅助面板上。依次探测其它横孔，并找到最大反射波高， 分别将峰值点标记在辅助面板 上；如果做分段绘制，可调节衰减器分段绘制曲线。4）将各标记点连成圆滑曲线，并延伸到整个探测范围，该曲线即为$ 3mm横孔DAC曲线基准线（如图4-3）图4-3距离一波幅（DAC）曲线

9、的范围5）依据表4-1规定的各线灵敏度，在基准线下分别绘出判废线、定量线、评定线，并标记波幅的分区 （如图4-4）图4-4距离一波幅曲线（DAC）示意图表4-1距离波幅曲线的灵敏度检验级别ABC板厚/mm85083008300灵敏度DAC判废线DACDAC-4dBDAC-2dB定量线DAC-10dBDAC-1OdBDAC-8dB评定线DAC-16dBDAC-16dBDAC-14dB备注一般米用B级检验，原则上在焊缝单面双侧进行6)在作上述测试的同时，可对现场使用的便携式试块上的某一参考反射体作同样测量，并将其反射波位置和峰值标 记在曲线板上，以便现场进行灵敏度验。(7)探伤作业超声波检验应在焊缝及探伤表面经外观检查合格后