焊接质量的超声波探伤无损检测探析

汪坤刚 郑善飞 郭春光

摘要：我国科学技术的快速发展使得焊接技术取得了进步，在目前管道的安装维修、大跨度网架结构等方面都应用到焊接技术。在不同的情况下，焊接技术的要求也存在着一定的差异性。本文对焊接质量的超声波探伤无损检测进行分析，以供参考。

关键词：焊接质量；超声波探伤；无损检测

引言

在焊接的过程中利用探伤技术能够检查被焊接材料是否存在缺陷问题，能够有效提高焊接的质量。文章通过对超声波探伤技术在焊接过程中的应用进行分析研究，对于质量以及相关技术的发展而言具有非常重要的意义。

1超声波技术的内涵

超声波是指振动频率在20kHz以上的高频率声波，超声波的优势在于无论是在固体还是液体中传播，均具有较好的传播性声波，因其频率高，所以它的传播性能较好，在液体和固体中衰减程度非常小。而超声波技术就是应用超声波的一种技术，该技术是通过超声波和所要检测物质之间的相互作用来了解所检测物质内在化学及物理等性质，而超声波与普通声波一样，一般采用表面波、压缩波或切变波3种方式通过介质传递，其中以压缩波最为常见，通过介质以原始位置为原点在Hooke定律下，以膨胀或者压缩的方式进行振荡，传播声波，声波传递过程中介质的性质不会发生根本性的损害

2超声波无损探伤检测

超声波探伤技术是指在检测过程中，利用超声波来对材料的深处进行检测，当超声波从材料的一个截面进入另一个截面的过程中，会在截面的接触处发生反射，根据反射的信号传播的特点来判段材料内部是否存在缺陷。超声波传播的过程中，如果遇到缺陷能够形成脉冲波，通过对形成的脉冲波进行分析和研究，就能够准确地判断出材料中缺陷的具体位置以及缺陷的大小。随着科学技术的快速发展，超声波探伤技术越来越成熟，使得操作更加方便和准确。并且，利用超声波探伤技术相对于传统的检测方法而言更加简单，避免了繁琐的操作可能带来的失误情况，提高了检测工作的效率。同时，通过利用计算机智能算法能够对各种因素进行综合性的分析和考虑，最终对缺陷问题做出准确的评价。根据原理的不同，超声波探伤技术可以分为脉冲反射法、穿透法和共振法三种，在钢结构的检测过程中，利用手提式探测仪来进行超声波的探伤工作。

3超声波探伤的具体程序

（1）清洁被测样品表面，根据声波在金属材料中的传播速度表可以得到，超声波在被检测铝制样品中的传播速度为6300m/s；（2）在被测样品1孔位的对应面处滴上耦合液，将超声波传感器T/R放于检测位置，通过信号调节器调节合适的波形，最终得到缺陷1探测的波形；（3）分别对缺陷1、缺陷2、缺陷3和缺陷4进行探伤检测，得到相应数据波形，进而确定每个缺陷的相应纵向位置。

4探伤表面的确定

在焊缝检测中，由于焊缝余高的影响及焊缝中存在的缺陷往往与检测面近于垂直或形成一定角度，所以一般采用斜探头超声波倾斜入射到焊缝内部的检测方法，即在焊缝的两侧分别对焊缝进行超声检测。检测面包括检测区和探头的移动区。GB/T11345-2005《钢焊缝手工超声检测方法和检测结果分析》和JB/T4730.0《锅炉、压力容器及压力管道无损检测第三部分：超声检测》中规定，采用一次波法（二次波法）检测时，探头移动区应大于1.25P，其中P=2KT。因此，根据所选择的探头K值及被检测的板厚T，计算好焊缝两侧探头移动的宽度，清理移动范围表面的飞溅、锈圬等杂物，确保超声探伤进行。

5焊缝缺陷性质的估判

（1）中厚板焊缝中的未熔合缺陷经常沿坡口产生，坡口侧光滑焊缝金属侧不平，所以要单面双侧探伤，而双侧检测反射波高不一样，一侧较高，一侧低，但在焊缝上的投影位置不变。显示的波形为单峰较高，另一侧有较小的草状波。夹渣有类似的反射波情况。（2）气孔探伤的反射波形，一般波形为单峰，波的根部较窄，清晰，波峰不是很高，评定线附近，且稍纵即逝，是单气孔；林状多峰，波峰低，不超过评定线，波形包容的面积大，随着探头移动此起彼落，可能是密集气孔，这个常被忽略，认为不是缺陷。如果从焊缝两侧超探显示的声程、水平距离、深度不一样，但在焊缝上的投影位置是一样的，可确定为密集型气孔。（3）稍长的缺陷一般都与焊缝轴线有一定角度，在前后移动同时轻轻转动探头时波型高低不定，最大值的水平距离不稳定。找到一个最大值后可沿焊缝轴线方向平移，找到缺陷的端点（6dB法)，或者观察反射波，只要波不消失，平移的同时，稍稍前后移动，直至找到缺陷的端点（6dB法)。（4）有时缺陷长度垂直于焊缝表面，那么在前后移动探头时，波峰在同一位置会逐渐出现至最大值，再慢慢消逝。仪器上不同的水平距离显示缺陷在同一位置，而垂直距离是深浅不一的。可以从波出现到波消失的两次深度差来确定缺陷的垂直长度（在实验中竖孔的大小很关键，ф5的竖孔用CSK-ⅢA试块的波幅曲线才能检测到。

6常见缺陷波形和预防措施

6.1气孔缺陷的波形和预防措施

附件中出现整体误差时，故障位置产生的波形非常低，单槽，稳定性好。检测单孔隙误差时，应固定探针位置，并确保在性能中每个角度都达到相同的尺寸。当有多个密集的空气孔时，可能会出现不同高度的空气孔。当探针定向旋转时，反射波会定期波动。附件出现气流缺陷的主要原因有三个。第一，工作人员使用的焊接材料不够干燥，焊接过程中除其他外，焊接接头出现划痕和腐蚀。在这些情况下，圆弧指数增长的大部分原因是因为员工无法准确控制焊接电流。第二，使用较高的电压变化。第三，用气体保护焊接工艺中的气体水平较低。为避免焊接附件时出现空穴，应采取以下预防措施。第一，采用无锈蚀焊接棒，不存在药物裂纹或磨损。使用生锈的焊接棒时，焊接棒必须由工作人员完全烘干。第二，工作人员应完全烘干所用的焊杆，并将其侧面和位置(如)烘干。b .在进行焊接操作之前彻底清除凹槽。第三，工作人员应严格控制焊接过程中使用的电流，并确保焊接速度符合焊接标准。

6.2未焊透缺陷的波形和预防措施

检测未焊接位置时，产生的反射率更稳定。当信号反射很强时，波形波动会增加。如果焊接中出现未焊接错误，连接点会导致接头损坏，从而导致接头损坏。附件由于凹槽放置留下的空间较小，对焊接速度和使用的电流流量缺乏控制，可能导致焊接位置未焊接。员工应增加间隙，选择适合焊接的焊接角度，同时充分焊接间隙。

结束语

综上所述，随着科学技术的快速发展，超声波探伤技术已经较为完善，发展到目前已经拥有一体化设备来进行超声波探伤工作。目前的超声波探伤技术不仅能够提高被测物体的质量，检测出被测物体存在的缺陷问题，还能够为经济发展提供一定的支持。在工程建设过程中，利用该设备能够有效地提高工程建设的质量，因此在未来的发展过程中，应该对该技术进行不断的完善和创新，对设备进行不断的研发。同时研发适用于海洋和石油环境的探伤设备，以此进一步提高检测工作的质量，促进我国经济的快速发展。

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