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1、第9章焊接接頭超聲波檢測 特種設(shè)備的加工制造主要是采用焊接的方式。為了保證焊接的質(zhì)量， 焊縫內(nèi)部 缺陷一般采用射線檢測與超聲波檢測 方法。而對于焊縫中裂紋、未熔合等危害性缺 陷，在中厚板的焊縫中，超聲波檢測的靈敏度高于射線檢測。焊縫采用超聲波檢測 時(shí),為了合理地選擇檢測方法和檢測條件，為了保證檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性，不但要求無 損檢測人員具備熟練的超聲波檢測技術(shù)，而且要求無損檢測人員了解焊接的基本知 識，如焊接接頭形式、焊接坡口形式、焊接方法及工藝、焊接缺陷等。這樣，無損 檢測人員才能針對不同的焊接接頭，采用合理的檢測方法，獲得正確的檢測結(jié)果。 9.1焊接加工及常見缺陷 特種設(shè)備加工過程中，

2、常用的焊接方法有 手工電弧焊、埋弧自動焊、氣體保護(hù) 焊和電渣焊等。 焊接過程實(shí)際上是一個冶煉和鑄造的過程，焊接首先利用電能或其他形式的能 量產(chǎn)生高溫使金屬熔化，形成熔池，熔融的金屬在熔池中經(jīng)過冶金反應(yīng)后冷卻凝固， 將兩部分材料牢固地結(jié)合在一起。為了防止空氣中的氧、氮等氣體進(jìn)入熔融金屬， 影響焊接質(zhì)量，在焊接過程中通常采用一定的保護(hù)措施。 手工電弧焊是利用焊條外層藥皮高溫分解產(chǎn)生的中性或還原性氣體作保護(hù)層。 埋弧焊和電渣焊是利用焊劑受熱融化后覆蓋在熔融金屬上作保護(hù)層。 氣體保護(hù)焊是利用氬氣或二氧化碳等氣體作保護(hù)層。 1 9.2鋼制承壓設(shè)備對接焊接接頭的超聲檢測 921對接

3、焊接接頭超聲檢測 JB/T4730.3-2005標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定，鋼制承壓設(shè)備對接焊接接頭的超聲檢測技術(shù)等級 分為A、B C三個檢測級別。超聲檢測技術(shù)等級選擇應(yīng)符合制造、安裝、在用等有 關(guān)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)及設(shè)計(jì)圖樣規(guī)定。 1. A級檢測 A級檢測技術(shù)適用于與承壓設(shè)備有關(guān)的支承件和結(jié)構(gòu)件焊接接頭 檢測。其技術(shù)要 求如下： 適用于母材厚度為8mm-46mm的對接焊接接頭。可用一種K值探頭采用直射波 法和一次反射波法 在對接焊接接頭的 單面單側(cè)進(jìn)行檢測。一般 不要求進(jìn)行橫向缺陷 的檢測。 2. B級檢測 B級檢測技術(shù)適用于一般承壓設(shè)備對接焊接接頭 的檢測。其技術(shù)要求如下： 1) 母材厚度為8mm

4、r 46mn8寸，一般用一種K值探頭采用直射波法和一次反射波 法在對接焊接接頭的 單面雙側(cè) 進(jìn)行檢測，如圖9.2 (a)所示。 2) 母材厚度大于46mnr 120mm寸，一般用一種K值探頭采用直射波法在焊接接 頭的雙面雙側(cè) 進(jìn)行檢測，如受幾何條件限制，也可在焊接接頭的 雙面單側(cè)或單面雙 側(cè)采用兩種K值探頭進(jìn)行檢測。 3) 母材厚度大于120mm至 400mm寸，一般用兩種K值探頭采用直射波法在焊接 接頭的雙面雙側(cè)進(jìn)行檢測。兩種探頭的折射角相差應(yīng)不小于 10°,如圖9.2(b)所示。 圖9.2 （a） 單面雙側(cè)檢測示意圖 圖9.2（b） 雙面雙側(cè)檢測示意圖 4）應(yīng)進(jìn)

5、行橫向缺陷的檢測。檢測時(shí)，可在焊接接頭 兩側(cè)邊緣使探頭與焊接接頭 中心線成10°?20°角作兩個方向的斜平行掃查。如焊接接頭 余高磨平，探頭應(yīng)在 焊 接接頭及熱影響區(qū)上沿著焊縫作正反兩個方向的平行掃查 。 3.C級檢測 C級檢測技術(shù)適用于 重要承壓設(shè)備 對接焊接接頭檢測。采用C級檢測時(shí)應(yīng)將焊接 接頭的余高磨平。其技術(shù)要求如下： 1） 母材厚度為8mm- 46mm寸，一般用兩種K值探頭采用直射波法和一次反射波 法在焊接接頭的單面雙側(cè)進(jìn)行檢測。兩種探頭的折射角相差應(yīng)不小于 10°,其中一 個折射角應(yīng)為45°。 2） 母材厚度大于46mn至400mm時(shí)，一般用 兩種K值探頭采用直射波法在焊接

6、 接頭的雙面雙側(cè)進(jìn)行檢測。兩種探頭的折射角相差應(yīng)不小于 10°。對于單側(cè)坡口角 度小于5°的窄間隙焊縫，如有可能應(yīng)增加檢測與坡口表面平行缺陷的有效檢測方法 （如串列式掃查）。 3） 應(yīng)進(jìn)行橫向缺陷的檢測。檢測時(shí)，將探頭放在 焊縫及熱影響區(qū)上沿著焊縫作 兩個方向的平行掃查。 4） 對于C級檢測，斜探頭掃查聲束通過的 母材區(qū)域，應(yīng)先用直探頭檢測，以便 檢測是否有影響斜探頭檢測結(jié)果的分層或其他種類缺陷存在。該項(xiàng)檢測 僅作記錄， 不屬于對母材的驗(yàn)收檢測。 母材檢測的要點(diǎn)如下： 檢測方法：接觸式脈沖反射法，采用頻率2MHz-5MHZ的直探頭，晶片直徑10mmr 25mm 檢測靈敏度：將

7、無缺陷處 第二次底波調(diào)節(jié)為顯示屏滿刻度的100% 凡缺陷信號幅度超過顯示屏滿刻度 20%勺部位，應(yīng)在工件表面作出標(biāo)記，并予以 記錄。 檢測條件的選擇 檢測區(qū)的寬度 應(yīng)是焊縫本身，再加上焊縫兩側(cè)各相當(dāng)于母材厚度 30%勺一段區(qū)域， 這個區(qū)域 最小為5mm,最大為10mm,如圖9.3所示。 5 小時(shí)或者更長時(shí)間產(chǎn)生。而檢測必須在延遲裂紋產(chǎn)生后進(jìn)行。因此，把握好焊后的 檢測時(shí)機(jī)，對防止延遲裂紋的漏檢是十分重要的。 對于一般材質(zhì)的焊接接頭，檢測時(shí)機(jī)規(guī)定在焊后冷卻至室溫經(jīng)打磨合格后即可 進(jìn)行。但如果焊接接頭很厚，剛度和焊接應(yīng)力比較大、有延遲裂紋傾向的材料，焊 后實(shí)施檢測時(shí)間應(yīng)適

8、當(dāng)延長； 低合金咼強(qiáng)鋼 焊接構(gòu)件，檢測時(shí)機(jī)一般規(guī)定在焊完 24小時(shí)以后； 對于強(qiáng)度很高的低合金高強(qiáng)鋼 焊接構(gòu)件，或者剛度和焊接應(yīng)力極大 的焊接構(gòu)件， 焊后實(shí)施檢測的時(shí)間可以延長至 5-7天以后。 上述規(guī)定也適合于 焊縫返修以后的檢測。 耦合劑一般有下列幾種： 水、甘油、機(jī)油、變壓器油、化學(xué)漿糊、纖維素水溶 液等。在焊縫的自動檢測系統(tǒng)中常采用水作為耦合劑，上述其它耦合劑都具有一定 的粘度，有利于粗糙面和曲面的檢測。從超聲波傳播特性來看，使用 甘油效果比較 好，機(jī)油、變壓器油和化學(xué)漿糊 差別不大。不過后者有較好的粘性，可以用于任意 掃查方式和檢測位置的檢測，并且同甘油一樣具有水洗性。但

9、在檢測過程中要防止 化學(xué)漿糊過快地干燥，以保證探頭與被檢測面之間始終有濕潤的耦合劑以便取得良 好的耦合接觸，并且其對工件具有一定的腐蝕性。纖維素是后來被經(jīng)常采用的耦合 劑，根據(jù)檢測位置和表面粗糙度的不同可以調(diào)制成任意濃度，滿足不同檢測的需要， 但其對工件也有一定的腐蝕性。 注意，在調(diào)試儀器和實(shí)際檢測時(shí)一定要采用同一種 耦合劑。 儀器與探頭選擇 1.儀器的性能、儀器與探頭的組合性能等，必須符合 JB/T4730.3-2005標(biāo)準(zhǔn)以 及JB/T10061 -1999標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。 2.超聲探傷儀的幾個主要指標(biāo)，如 水平線性、垂直線性、動態(tài)范圍 等，應(yīng)按標(biāo) 準(zhǔn)進(jìn)行定期校驗(yàn)。并經(jīng) 檢定合格，發(fā)

10、現(xiàn)故障要及時(shí)予以修理，使儀器始終保持良好 的工作狀態(tài)。 1.探頭頻率選擇 探頭頻率是超聲檢測中一個很重要的參數(shù)。焊接接頭超聲檢測選用何種頻率， 要考慮下述因素： 被檢測面的粗糙度、材質(zhì)、晶粒大小、超聲的穿透能力、分辨力、檢測精確度、 檢測速度等因素。 關(guān)于焊接接頭檢測推薦表 9.1所列頻率供讀者參考。 表9.1 焊接接頭檢測推薦頻率 母材厚度（mm） 頻率（MHz） tw 50 5 或 2.5 50 v t w 75 5 或 2.5 t> 75 2.5 晶粒粗大的鑄件和奧氏體鋼焊縫 1.0、2.0 2.探頭晶片選擇 中厚板、厚板焊接接頭檢測，若被檢測面很平整，

11、使用大晶片探頭進(jìn)行檢測也 能達(dá)到良好的接觸，在此種情況下，為了提高檢測速度，可以使用晶片尺寸較大的 探頭。如果板較薄且變形較大，或者具有一定曲率的結(jié)構(gòu)件焊接接頭檢測，為了使 探頭與被檢測面之間很好的接觸，以達(dá)到良好的耦合效果，應(yīng)選擇晶片尺寸較小的 探頭。 7 K > L^a (9.3 ) 備注：以上公式只有當(dāng)Lo＞焊縫的熱影響區(qū)寬度（5?10mm時(shí)適用，當(dāng)L°w焊縫的 熱影響區(qū)寬度（5?10mm時(shí)，公式中的L。應(yīng)直接代入焊縫熱影響區(qū)寬度的數(shù)值。 K值可根據(jù)工件的厚度來選擇。 薄板焊接接頭超聲檢測為避免近場區(qū)的影響， 提 高定位定量精度，一般采用大 K值探頭。大厚度焊接接頭

12、檢測為縮短聲程、減少衰 減、提高檢測靈敏度以及減少打磨寬度，一般采用 K值較小的探頭。但大量實(shí)踐證 明，低合金高強(qiáng)鋼大厚度焊縫中的裂紋，采用較大和較小的兩種 K值探頭分別檢測， 盡管兩者檢測靈敏度完全相同， 但K值較小的探頭很難甚至根本發(fā)現(xiàn)不了此種裂紋， 很容易漏檢。因此，盡管焊縫母材很厚，但在條件允許的情況下，也應(yīng)盡量采用 K 值大的探頭，或者同時(shí)采用較大和較小的兩種 K值探頭聯(lián)合檢測。表 9.2所列為焊 接接頭檢測探頭K值的選擇，供參考。 表9.2推薦采用的斜探頭K值 板厚T, mm K值 6? 25 3.0? 2.0 (71.5 ? 63.4 ) > 25?

13、 46 2.5? 1.5 (68.2 ? 56.3 ) > 46? 120 2.0? -1.0 (63.4 ? 丿 45 °) > 120 ? 400 2.0? -1.0 (63.4 ? 丿 45 °) 試塊的準(zhǔn)備 超聲儀器性能的測試、探頭性能的測試、探頭與儀器組合性能的測試以及距離 —波幅曲線的繪制等，都離不開標(biāo)準(zhǔn)試塊。不同標(biāo)準(zhǔn)都規(guī)定采用不同的標(biāo)準(zhǔn)試塊和 對比試塊，JB/T4730.3-2005 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定采用 CSK-IA、CSK-H A CSK-ffiA 以及 CSK-WA 作為標(biāo)準(zhǔn)試塊。具體采用那種試塊，視被檢工件而定。若采用其它標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，一定要

14、11 Lr2 Li 汪 111 P P h 雙孔測定探頭前沿及 K值的示意圖 Lo K 二 L220 A _ L。 L| -m h2 _ Lo 1 L2 - m 按聲程比例法校準(zhǔn) 深度范圍、深度微調(diào)和水平位移（脈沖移位）旋鈕 ?

15、<1 |? 11 陽4 12 1"一22電楡樹皎血檢“：宜圖 a a- I 4 蠱*hsb mtn i wwkita t-価軾 ? 爪抽 9-^iiWtt. ip-示図vr LT je光承 12 La-flfitA|n M-filftiffifl 15林沖碎也九一電囂電壓對用器 按水平比例法校準(zhǔn) 深度范圍、深度微調(diào)和水平位移（脈沖移位）旋鈕 按深度比例法校準(zhǔn) 深度范圍、深度微調(diào)和水平位移（脈沖移位）旋鈕 CSK- m A標(biāo)準(zhǔn)試塊校準(zhǔn) K2水平1: 1 ①20mm深孔的反射波位置在 2X 1 x 20mm=40mm ,即顯示屏水平刻度的 40處。 深度范圍深度微調(diào)

16、脈沖移位（水平位移） 調(diào)節(jié)過程： 模擬儀器最高波波峰位置對應(yīng)的水平刻度值 距離一波幅曲線的繪制及檢測靈敏度選擇 儀器面板曲線坐標(biāo)曲線 實(shí)測繪制完成后 實(shí)際檢測儀器系統(tǒng)靈敏度校準(zhǔn)后，針對不同母材厚度的焊縫進(jìn)行檢測前，必須依 據(jù)標(biāo)準(zhǔn)等規(guī)范選擇相應(yīng)的基準(zhǔn)靈敏度 ，針對JB/T4730.3-2005標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定如表9.3。也 就是說，在實(shí)際檢測距離 一波幅曲線繪制完成后實(shí)施檢測之前，必須對儀器的 增益 狀態(tài)值進(jìn)行設(shè)定，以確保實(shí)際檢測過程符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求，有效避免檢測過程中基 準(zhǔn)靈敏度未設(shè)定而使缺陷漏檢。 距離一波幅曲線應(yīng)按所選用的探頭和儀器在試塊上 實(shí)測的數(shù)據(jù)繪制而成，該曲線族由評定線、定

17、量線和判廢線組成。評定線與定量線 之間（包括評定線）為I區(qū)，定量線與判廢線之間（包括定量線）為口區(qū)，判廢線及 其以上區(qū)域?yàn)閙區(qū)，參見如圖9.7所示坐標(biāo)曲線。如果距離一波幅曲線繪制在顯示屏 上，則在檢測范圍內(nèi)的評定線靈敏度不得低于顯示屏滿刻度的 20%。 距離一波幅曲線的靈敏度選擇 6mnr 120mm CSK- II A 6 CSK-皿 A 8 大于 120mn至 400mm CSK- IV A 注：d為橫孔直徑，見JB/T4730.3-2005標(biāo)準(zhǔn)表17。 1?檢測橫向缺陷時(shí),

18、應(yīng)將各線靈敏度均提高 6dB。 2?靈敏度的校準(zhǔn)應(yīng)依據(jù)表 9.3和表9.4中的評定線、定量線、判廢線的基準(zhǔn)反射 體當(dāng)量進(jìn)行選擇。 RW W/4W為探頭與工件接觸面寬度：環(huán)縫檢測時(shí)為探頭寬度，縱縫檢測時(shí)為探 頭長度 表面耦合損失和材質(zhì)衰減 2dB 掃查靈敏度不低于最大聲程處的評定線靈敏度。 距離一波幅曲線繪制方法 距離一波幅曲線的繪制方法及分析 模擬儀器圓滑過渡 距離一波幅注意：在調(diào)節(jié)相應(yīng)靈敏度曲線時(shí)，檢測工作進(jìn)行 前，必須加上靈敏度試塊和工件之間的耦合差補(bǔ)償值。 21 10Q% \ 、唯 ［區(qū) 10 區(qū) 梢 1*0 ' C

19、) 1" $ 較厚焊接接頭（例如＞15?46mm、＞46?120mm等）檢測，時(shí)基掃描線采用深 度1: 1、1 : 1.25或1 : 2等比例，在面板上直接繪制一條曲線，為防止曲線在檢測 范圍內(nèi)低于顯示屏滿刻度的 20%，可以采用分段繪制的方法，在面板上繪制二段或 多段曲線，分段繪制時(shí)，只需在繪制時(shí)將后段曲線的靈敏度提高一定的如圖 9.11 （a）、（b）所示。 圖9.11在顯示屏上繪制的多段距離一波幅曲線 2. 距離一波幅曲線的特點(diǎn)及應(yīng)用情況 距離一波幅曲線可以直接繪制在面板上，比較直觀，繪制方法簡單，使用方便， 定量準(zhǔn)確，環(huán)境下均可以使用，是一種比較科學(xué)的方法

20、。目前獲得了廣泛的應(yīng)用。 對模擬儀器來說，在面板上無論是直接繪制或者分段繪制，由于起點(diǎn)高（一般 是屏幕高度的80%?100%,所以在采用評定線靈敏度進(jìn)行檢測時(shí)，會在顯示屏上呈 現(xiàn)較多較高的雜波訊號，此時(shí)不利于I區(qū)缺陷的判定和分析，從而給檢測帶來了較 大的困難。另外，要經(jīng)常調(diào)節(jié)衰減器變更靈敏度也比較麻煩。 數(shù)字式超聲探傷儀距離 一波幅曲線的繪制，目前，由于不同型號的數(shù)字超聲波 探傷儀，其操作方法有所不同， 國內(nèi)尚無統(tǒng)一規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)方法，在此暫不作介紹。 根據(jù)本教材第6章中靈敏度基本理論的闡述，應(yīng)該明確認(rèn)識到：凡是提及靈敏度 必然涉及 三個要素，一是基準(zhǔn)反射體的當(dāng)量，二是反射體檢測聲程，三是反

21、射體基準(zhǔn) 波高。這三個要素可直接表示為三個參數(shù)，當(dāng)此三個參數(shù)集中體現(xiàn)在超聲探傷儀上 時(shí)，儀器必然有一個 增益狀態(tài)分貝示值 與之相對應(yīng)，我們稱這個 對應(yīng)的分貝示值 為 靈敏度第四參數(shù)。在儀器系統(tǒng)靈敏度校準(zhǔn)完成以后，必然生成一個基準(zhǔn)靈敏度，這 個基準(zhǔn)靈敏度可以是一條線，也可以是一個點(diǎn)，在此我們分別稱其為 靈敏度基準(zhǔn)線 和靈敏度基準(zhǔn)點(diǎn)。例如利用曲線比較法對儀器進(jìn)行靈敏度校準(zhǔn)時(shí)，則生成靈敏度基 準(zhǔn)線；利用波高比較法對儀器進(jìn)行靈敏度校準(zhǔn)時(shí)，則生成靈敏度基準(zhǔn)點(diǎn)。無論靈敏 度基準(zhǔn)線與靈敏度基準(zhǔn)點(diǎn)，均有其對應(yīng)的靈敏度第四參數(shù) （儀器增益狀態(tài)分貝示值）， 在此可以通過已知基準(zhǔn)靈敏度的 四個參數(shù)，利用查曲線或計(jì)

22、算的方法得出任意相關(guān) 標(biāo)準(zhǔn)反射體的靈敏度第四參數(shù)，將這個相應(yīng)的第四參數(shù)設(shè)定于已進(jìn)行靈敏度校準(zhǔn)的 儀器上，即完成指定檢測靈敏度的設(shè)定。 其靈敏度的校準(zhǔn)及設(shè)定步驟如下： 第一步：儀器系統(tǒng)靈敏度校準(zhǔn)。 根據(jù)JB/T4730標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，利用 CSK-山A試塊上 ①1 X短橫孔對儀器進(jìn)行靈敏 度校準(zhǔn)，得到一條 ①1X靈敏度基準(zhǔn)線，如圖9.12所示。 Isljl R? 1 a- 回 逾除金簿 / S* - * 丄55 ■ 0 +■3,0 SL+4 ? :B 他朕茹.I.It懇鈴翟 裔回 a魔寶禹 0 0 0 1 iobK>0 営bs 醮蒜硏矗

23、 Jlpafr= oeM e?8?e ma s E - 0 童99 ■ 1 ?nog dB m ? Q 在超聲檢測探頭移動部位，必須要有良好的表面粗糙度。對于粗糙的表面或者 局部脫落的氧化皮和焊接飛濺，應(yīng)采用機(jī)械打磨處理，直到露出金屬光澤和平整光 滑（新軋制的鋼板氧化皮沒有脫離，可以不用打磨） 。通過耦合探頭能平滑地移動。 必須強(qiáng)調(diào)指出，不允許用提高補(bǔ)償量的辦法來放寬表面粗糙度要求而達(dá)到檢測 目的。 值得注意的

24、是，為了保證檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性，儀器調(diào)試和實(shí)際檢測操作時(shí)應(yīng)采 用同一種耦合劑 1. 斜探頭按深度校準(zhǔn)儀器掃描速度。 2. 選用另一只與該探頭尺寸、頻率、 K值相同的探頭，兩探頭按圖 9.15（ a）所示方 向置于對比試塊的檢測面上，兩探頭入射點(diǎn)距離為 1P,儀器調(diào)為一發(fā)一收狀態(tài)。 3. 在對比試塊上找出最大回波，記錄其波幅 Hi（ dB）。 4. 在受檢工件上（不通過焊接接頭），同樣測出接收波最大反射波，記錄其波幅值 f （dB）o 如圖 9.15 （b）所示。 5. 傳輸損失差A(yù)V按下式計(jì)算： △ V =Hi — —△ i—△ 2 （ 9.9 ） 式中： △ i――不考慮

25、材質(zhì)衰減時(shí)，工件與試塊因聲程不同引起的擴(kuò)散衰減 dB差，可用 式20lg（S 2/S1）計(jì)算或從探頭的距離一波幅曲線上查得， dB; 51— —在對比試塊中的聲程， mm 52— —在工件母材中的聲程， mm △ 2——工件與試塊中因衰減系數(shù)和聲程不同引起的材質(zhì)衰減 dB差?！?2= a 2 S2 25 ti nr a i Si,其中，a 2為工件母材的材質(zhì)衰減系數(shù)， a 1為對比試塊的材質(zhì)衰減系數(shù)。 圖9.15 聲能損失差測量示意圖 圖9.16 聲能損失差簡易測量法 要求：加工一個相應(yīng)厚度的平板試塊，其材質(zhì)和表面粗糙度應(yīng)和 CSK-HA或 C

26、SK-KA試塊相同。 1. 在試塊表面放置探頭處涂布耦合劑，然后選擇兩個相同參數(shù)的探頭相對放置 在試塊上(儀器工作方式為一發(fā)一收)，如圖9.16 (a)所示。用重塊壓住發(fā)射探頭， 改變接收探頭的位置，使兩探頭入射點(diǎn)之間距約為 1.0P左右。 2. 將接收探頭前后左右緩慢地移動， 使呈現(xiàn)在顯示屏上的回波幅度達(dá)到最大值， 并調(diào)整在滿屏高度80%勺位置，此時(shí)將回波端部位置用彩色筆予以標(biāo)記，記作“ A” 點(diǎn)，并記下此時(shí)的dB值。 3. 在保證dB值不變的情況下，再用和上述相同的方法，將接收探頭分別移動到 “ 點(diǎn)和“C點(diǎn)附近，前后左右緩慢地移動，使回波呈現(xiàn)最高波幅，并用色筆予 以標(biāo)記； 4

27、. 連接上述A、B、C三點(diǎn)，此即超聲波在試塊中的衰減曲線，如上圖 9.16 (b) 所示； 5. 將耦合劑涂布在焊縫邊緣，在不改變儀器靈敏度的條件下，將上述兩個探頭 15°的擺動。探頭的每次掃查覆蓋率應(yīng)大于探頭橫向尺寸的 15% ,左右移動的間距 v D（ D=晶片直徑）。 1. 全面掃查： 將探頭前沿緊貼焊接接頭邊緣，采用 鋸齒型掃查方式用探頭將焊接接頭全部 掃查完，如圖9.18所示 圖9.18 全面掃查示意 1 ）掃查移動速度：探頭移動速度一般應(yīng) 不大于150mm/s 2） 掃查靈敏度：不得低于評定線靈敏度。 3） 缺陷標(biāo)記：在全面掃查測過程中，發(fā)現(xiàn)缺

28、陷要隨時(shí)在焊縫上予以標(biāo)記，以便于 對其進(jìn)行精確測量。 全面掃查是整個檢測過程中一個極為重要的環(huán)節(jié)，它不僅要根據(jù)回波識別真?zhèn)?缺陷，而且還要按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的靈敏度把缺陷檢測出來。 2. 粗檢測在對接焊接接頭單面雙側(cè)或雙面雙側(cè)掃查時(shí)非常重要 ，原因： 1 ）缺陷具有方向性，在焊接接頭一側(cè)檢測不到，而在另一側(cè)卻能檢測到； 2） 在焊接接頭一側(cè)掃查缺陷回波幅度很低，而在另一側(cè)掃查缺陷回波幅度很高； 3） 高強(qiáng)鋼焊接接頭在其兩側(cè)熱影響區(qū)的任何一側(cè)都可能產(chǎn)生裂紋； 4） 在焊接接頭兩側(cè)進(jìn)行檢測，可以避免焊角回波的干擾； 5 ）有些缺陷如單個氣孔，單個夾渣等，其回波重復(fù)性差，需要增加檢測面或檢測

29、次數(shù)，以便提高檢出率； 6）焊接接頭母材很厚時(shí)，為避免超聲能量衰減太大，保證有足夠的檢測靈敏度等。 對接焊接接頭精確檢測 采用定量靈敏度針對全面掃查發(fā)現(xiàn)的缺陷或異常部位，作如下掃查： 1. 垂直于焊接接頭方向前后移動，用以判定真?zhèn)稳毕莼蛉毕莸乃胶蜕疃任恢茫? 2. 沿焊接接頭方向左右移動掃查，測量缺陷的指示長度； 對接焊接接頭橫向缺陷的檢測 帶余高的對接焊接接頭（平行掃查或斜平行掃查） 附近部位的橫向裂紋。探頭與焊縫軸線的斜平行掃查，主要是檢測焊縫部位的 橫向裂紋。實(shí)踐證明，只要掃查靈敏度和探頭與焊縫軸線之間的角度合適，對接焊 接接頭中的橫向裂紋是完全能夠發(fā)現(xiàn)的。 29

30、 I f = Xf sin ： = n f sin : n f sin : Xf sin : lf df xf cos - _ n f cos: If df df =2T -Xf cos ： =2T - n f cos: df =2T -n

31、 f cos： If If =n f If df h 二 KT I2 =2h If If =n f f df df = n f I f = K

32、d f = Kn. f I f 2 二 K n f 2 df =2T n f lf = Kn-f 4 二 nT = 1 40 二 40m d2 =24 =2 40= 80m n f2 =1 60 二 60mm I f i = Kdfi = Kn ? f i df^2T n f2 所謂相對靈敏度測長法，是以缺陷的最大回波為相對基準(zhǔn)，沿缺陷的長度方向 移動探頭，直至缺陷回波幅度降低至一定的 dB數(shù)。用探頭移動的距離來表示缺陷的 指

33、示長度。 1. 6dB法（半波高度法） JB/T4730.3-2005標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，當(dāng)缺陷其只有一個高點(diǎn)， 且位于定量線或定量線以 上時(shí)，用6dB法測定其指示長度，如圖 9.22所示。 當(dāng)一個理想的均勻反射體遮住聲束截面一半時(shí)，其反射聲壓正好等于缺陷全部 遮住聲束時(shí)反射聲壓的一半。此時(shí)缺陷的端部正好位于聲束的中心線上，因而探頭 移動的長度就等于缺陷的長度。 圖9.22 6dB法測量缺陷指示長度示意圖 2. 端點(diǎn)6dB法（端點(diǎn)半波高度法） 當(dāng)缺陷反射波具有多個高點(diǎn)，且位于定量線或定量線以上時(shí) ，采用端點(diǎn)6dB法 測定其指示長度，如圖9.23（ a）（b）所示。 當(dāng)端點(diǎn)缺陷回

34、波幅度超過顯示屏滿刻度難以觀察時(shí)， 可以適當(dāng)降低一下靈敏度， 移動探頭使其呈現(xiàn)最高波幅于顯示屏滿刻度以內(nèi)（例如 80%-90%）,再左或右移動 探頭，使其回波幅度降低一半（例如 40%- 45%）時(shí)，此即為缺陷的端點(diǎn)。 尋找缺陷端部高點(diǎn)時(shí)，可以使探頭沿著缺陷的延伸方向移動至缺陷波消失，再 回頭尋找端點(diǎn)最高回波，可以既準(zhǔn)確又迅速地找到端部最高回波。 圖9.23 端點(diǎn)6dB法測長示意圖 用一個規(guī)定的檢測靈敏度（如評定線靈敏度）掃查缺陷時(shí)，當(dāng)探頭移至缺陷的 兩端，其回波幅度降低至一定的高度，則兩探頭之間的移動距離，稱為該缺陷的指 示長度。 此法規(guī)定，缺陷回波降至一個絕對高度進(jìn)行測長

35、，所以稱為絕對靈敏度法。用 絕對靈敏度法測長，測得的指示長度取決于測長線靈敏度的高低，測長靈敏度高， 測得的缺陷指示長度長，測長靈敏度低，測得的缺陷指示長度短。對于小缺陷，所 測得的值一般比實(shí)際尺寸要長得多。但對粗細(xì)不均勻兩端很細(xì)的長缺陷（如裂紋） 則可測得與實(shí)際尺寸比較接近的值。 在JB/T4730.3-2005標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定，位于I區(qū)（即介于評定線與定量線之間）的 缺陷，認(rèn)為有必要記錄時(shí)，可以將探頭沿缺陷長度方向平行移動，當(dāng)缺陷回波高度 降到評定線時(shí)探頭移動的距離，即為缺陷的指示長度。 測長時(shí)一定要注意定量靈敏度 （包括補(bǔ)償量）的準(zhǔn)確； 1. 在對接焊接接頭單面雙側(cè)或雙面雙側(cè)檢測，缺

36、陷回波的幅度或其指示長度的 測定，應(yīng)以呈現(xiàn)最高波幅或測得最大指示長度的焊縫那一側(cè)為準(zhǔn)； 2. 一次波和二次波檢測，缺陷回波的幅度或其指示長度的測定，應(yīng)以呈現(xiàn)最高 波幅或測得最大指示長度的那一次波為準(zhǔn)； 3. 在使用兩種不同K值的探頭分別對同一焊接接頭檢測時(shí)，缺陷回波的幅度或 其指示長度的測定，應(yīng)以呈現(xiàn)最高波幅或測得最大指示長度的 K值探頭為準(zhǔn)。 對接焊接接頭超聲檢測真?zhèn)稳毕莼夭ǖ淖R別 判斷焊縫中有無缺陷，缺陷在焊縫中的部位及其性質(zhì)，是以在顯示屏上是否呈 現(xiàn)缺陷回波、回波位置、回波靜態(tài)波形、動態(tài)波形的特點(diǎn)等為依據(jù)的。了解和掌握 各種回波的來源（即回波源）、特點(diǎn)或其規(guī)律性，有助于對焊

37、縫內(nèi)部質(zhì)量作出客觀的 評價(jià)。 焊接接頭在檢測過程中，常見的回波有 缺陷回波和干擾回波 兩類。而干擾回波 主要有下述幾種： 1. 儀器與探頭的雜波 儀器在制造過程中由于工藝因素的不良影響，或在使用過程中由于某一元件的 問題，會在顯示屏上產(chǎn)生雜波。該雜波一般是在儀器靈敏度偏高時(shí)出現(xiàn)，隨著靈敏 度的提高，其幅度也增大。會對分辨力造成很大的影響。當(dāng)靈敏度降低時(shí)，此種雜 波就會降低或者消失。上述這種雜波當(dāng)探頭與儀器插座沒有連接的情況下也會存在 因此，它與缺陷回波是有明顯區(qū)別的。 當(dāng)壓電晶片在探頭 探頭造成的雜波主要是由壓電晶片和有機(jī)玻璃楔塊引起的 支架上松動時(shí)，會明顯地使初始脈沖變寬，同時(shí)產(chǎn)生

38、不穩(wěn)定的跳動。由于楔塊設(shè)計(jì) 不合理或磨損過大，導(dǎo)致探頭內(nèi)反射縱波不能被楔塊全部衰減掉，仍有部分能量被 晶片接收，形成單個或多個雜波。另外，當(dāng)晶片發(fā)射的縱波直接作用于有機(jī)玻璃楔 塊前端下角時(shí)，會在顯示屏上固定位置形成一個固定的雜波。 這些雜波只有當(dāng)探頭與儀器連接后，在始波后特定位置出現(xiàn)。 無論探頭與檢測 面接觸與否，它都存在，而且位置保持不變。當(dāng)探頭與儀器脫離后，立即消失，因 此，它與缺陷回波是很容易區(qū)分的。 2. 耦合劑干擾回波 在探頭掃查過程中，探頭前端部可能堆積耦合劑而引起回波，穩(wěn)著探頭不動， 隨著耦合劑的流動，回波會逐漸降低，若抹掉探頭前端部耦合劑則此波消失。 3. 表面波

39、當(dāng)a l> a n時(shí)，折射縱波在工件表面?zhèn)鞑ィ?dāng)其沿金屬表面?zhèn)鞑サ竭吘壔蚶饨菚r(shí) 就會反射回來被探頭接收，在顯示屏上顯示出來。這種表面波在顯示屏上沒有固定 的位置，不穩(wěn)定，波幅不高，探頭稍有移動變化就很大。若用手指按在探頭前面的 檢測面上，回波就立即降低或消失，手指移開回波又重新出現(xiàn)或升高。當(dāng)手指敲打 探頭前沿耦合劑或焊縫邊緣時(shí)，回波會上下跳動，所以它與缺陷回波也是比較容易 區(qū)分的。 焊角、焊縫表面溝槽、焊瘤、金屬突起、凹陷、咬邊 等，都屬于回波源。它們 引起超聲反射，形成回波干擾對焊縫內(nèi)部缺陷的判斷，故稱其為“干擾回波”。上 述回波源就稱為“干擾回波源”。干擾回波的幅度及其數(shù)量不僅與回波源

40、的形狀、 大小、高低有關(guān)，而且還與檢測靈敏度的高低及選用的探頭 K值大小有關(guān)。區(qū)別方 法：手指沾油敲打 源 ，回波跳動。 由于焊縫具有一定的余高，焊縫上、下焊角會對聲束起會聚作用，從而造成反 射，在顯示屏上呈現(xiàn)焊角回波和由波型轉(zhuǎn)換而產(chǎn)生的其它回波。 1. 遠(yuǎn)離探頭一側(cè)的上、下焊角會產(chǎn)生干擾回波 遠(yuǎn)離探頭一側(cè)的上、下焊角對超聲波會產(chǎn)生會聚作用，因而在焊縫余高較高的 情況下或過渡不圓滑時(shí)，焊角會產(chǎn)生干擾回波，而且這種回波往往出現(xiàn)在一倍板厚 或兩倍板厚處，用手蘸油拍打遠(yuǎn)離探頭一側(cè)的焊角， 焊角回波會上下跳動。如圖9.24 所示。 2. 近距探頭一側(cè)的上、下焊角無干擾 近探頭一側(cè)的

41、下、上焊角由于對超聲波不能產(chǎn)生會聚作用，因而不會產(chǎn)生焊角 回波，如圖9.25所示。因此，為了避免焊角的干擾，對接焊接接頭超聲檢測時(shí)， 一 般應(yīng)在焊接接頭同一面的兩側(cè)或者兩面四側(cè)進(jìn)行掃查區(qū)分焊角回波。 圖9.24 遠(yuǎn)探頭側(cè)有焊角回波示意 圖9.25 近探頭側(cè)無焊角回波示意 超聲檢測對接焊接接頭時(shí)，有時(shí)會在示波屏上出現(xiàn)像“山”字一樣三個回波， 這三個回波會隨探頭的移動同時(shí)出現(xiàn)，同時(shí)起降，有時(shí)還會有兩個波或三個以上的 波同時(shí)出現(xiàn)，這就是所謂的這三個回波會隨探頭的移動同時(shí)出現(xiàn)，同時(shí)起降，用手 蘸油拍打焊縫上表面，這些波會跳動，根據(jù)這些判別缺陷回波和“山”形回波。如 圖9.26所示

42、 最大反射波幅度等）如圖 9.27所示 圖9.27 缺陷有關(guān)數(shù)據(jù)記錄草圖示意 根據(jù)記錄中缺陷的數(shù)量、缺陷的指示長度、最大回波幅度等，與驗(yàn)收等級中的 數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，分出缺陷等級進(jìn)行評定，合格或不合格。 JB/T4730.3-2005 標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行質(zhì)量評定。 1?缺陷評定 超過評定線的信號應(yīng)注意其是否具有裂紋等危害性缺陷特征，如有懷疑時(shí)，應(yīng) 采取改變探頭K值、增加檢測面、觀察動態(tài)波形并結(jié)合結(jié)構(gòu)工藝特征作判定，如對 波形不能判斷時(shí)，應(yīng)輔以其他檢測方法作綜合判定。 1） 缺陷指示長度于小10mm寸，按5mn計(jì)。 2） 相鄰兩缺陷在一直線上，其間距小于其中較小的缺陷長度時(shí)，應(yīng)作為一條缺

43、 陷處理，以兩缺陷長度之和作為其指示長度（ 間距不計(jì)入缺陷長度）。 2.質(zhì)量分級 焊接接頭質(zhì)量分級按表 9.5的規(guī)定進(jìn)行。 表9.5焊接接頭質(zhì)量分級 mm 等 級 板厚T 反射波幅 （所在區(qū)域） 單個缺陷指示長度L 多個缺陷累計(jì)長度L / I 6 ?400 I 非裂紋類缺陷 6 ?120 I L=T/3，最小為10，最大不超過30 在任意9T焊縫長度范圍內(nèi) L/不超過T >120 ? 400 L=T/3，最大不超過50 II 6 ?120 I L=2T/3，最小為12,最大不超過40 在任意4.5T焊縫長度范圍 內(nèi)L/不超過T >120

44、 ? 400 最大不超過75 皿 6 ?400 I 超過I級者 超過I級者 皿 所有的缺陷 I、I、皿 裂紋等危害性缺陷 注1:母材板厚不同時(shí)，取薄板側(cè)厚度值。 注2 :當(dāng)焊縫長度不足9T （I級）或1.5?。℉級）時(shí)，可按比例折算。當(dāng)折算后的缺陷累計(jì)長度小 于單個缺陷指示長度時(shí)，以單個缺陷指示長度為準(zhǔn)。 注：關(guān)于6?8mm鋼制承壓設(shè)備對接焊接接頭超聲檢測和質(zhì)量分級，請參看 JB/T4730.3 — 2005標(biāo) 準(zhǔn)附錄G o 在選擇檢測面和探頭時(shí)，要考慮到有產(chǎn)生各種類型缺陷的可能性，聲束應(yīng)盡可 能垂直于該焊縫中主要缺陷，以便獲得最大的反射波，使危害性缺陷比

45、較容易地檢 查出來。 根據(jù)焊接接頭的結(jié)構(gòu)形式， 管座角焊縫有如下多種檢測方式， 如圖9.28和9.29 所示?？梢赃x擇其中的一種或幾種檢測方式組合實(shí)施檢測。檢測方式的選擇應(yīng)由合 同雙方商定，并考慮到焊縫中主要缺陷的取向和幾何條件的限制。 圖9.28插入式管座角焊縫 圖9.29安放式管座角焊縫 管座角焊縫以直探頭檢測為主，以上兩圖中位置 1為直探頭檢測位置。 從上述兩圖可以看出，探頭放置的“ 2”位置，可以視為是斜探頭最佳檢測面，焊 接接頭內(nèi)部危害性的缺陷，利用直射波、一次反射波一般都能檢查出來。 利用斜探 頭檢測，應(yīng)盡可能選擇前沿距離短、靈敏度高、雜波少、頻率為 5MH

46、z的小晶片探 頭，這樣可以避免探頭有機(jī)玻璃檢測面的修磨，并取得良好的接觸。 管座角焊縫斜探頭超聲檢測距離一波幅曲線的靈敏度如表 9.3所示。直探頭超 聲檢測距離一波幅曲線靈敏度如表 9.6所示。 表9.6管座角焊縫直探頭距離一波幅曲線的靈敏度 評定線 定量線 判廢線 ①2mm平底孔 ①3mm平底孔 ①6mm平底孔 9.3.2 T型焊接接頭橫波超聲檢測 T型焊接接頭檢測干擾回波產(chǎn)生的規(guī)律性 1. 以腹板為檢測面無焊角干擾回波 它是在T型焊接接頭的腹板上以直射波、一次反射波對焊接接頭整個截面進(jìn)行 掃查，如圖9.30 (a)所示。由于近探頭一側(cè)的上、下焊角對超聲波無會聚作

47、用， 因而不會產(chǎn)生焊角干擾回波。但當(dāng)探頭 K值較大時(shí)，翼緣板會產(chǎn)生干擾回波，不過 此種干擾回波與焊縫部位的缺陷回波距離相差較遠(yuǎn)，比較容易區(qū)分。 如果在焊縫中存在著未焊透等缺陷，且時(shí)基掃描線按水平 1:1校準(zhǔn)，則未焊透 回波位于T型焊縫的根部，如圖9.30 (b)所示。 此法的特點(diǎn)是：采用較大 K值的探頭檢測，聲束近似地垂直于焊縫根部未焊透 或縱向裂紋的界面，故檢測效果好。 由于無焊角干擾回波，判定真?zhèn)稳毕荼容^容易。 但也存在一些檢測不到的部位即“死區(qū)”，因此檢測時(shí)應(yīng)選擇合適的 K值探頭；另外， 對于“死區(qū)”內(nèi)的缺陷也可以采用直探頭在翼板上進(jìn)行檢測。 對于T型焊接接頭中的橫向裂紋、

48、焊趾裂紋在腹板上檢測比較困難，甚至有漏 檢的可能。因此，對于容易產(chǎn)生橫向裂縫、焊趾裂縫的高強(qiáng)鋼以及構(gòu)件剛度和焊接 應(yīng)力很大的T型焊接接頭，還必須在翼板上作補(bǔ)充檢查。 圖9.30 T型焊接接頭腹板上檢測示意 2. 高強(qiáng)鋼T型焊接接頭以翼板為檢測面的特點(diǎn) 在翼板上進(jìn)行檢測，首先必須畫出 T型焊縫的中心線，在確定了其焊縫寬度以 后畫出焊縫寬度輪廓線，再進(jìn)行檢測比較合適。 1）焊趾裂紋的檢測 以翼板（或稱殼體）為檢測面檢測焊趾裂紋，會有焊角干擾回波產(chǎn)生，如果焊 趾裂紋位于遠(yuǎn)離探頭一側(cè)的焊角位置或其附近，就會受到干擾回波的干擾而難以分 辨，因而在此種情況下，應(yīng)在焊縫縱向軸線的兩側(cè)進(jìn)行相

49、對檢測，使焊趾裂紋位于 近探頭一側(cè)，這樣就避免了干擾，很容易將其檢測出來，如圖 9.31所示。 2）橫向裂紋的檢測 對于低合金高強(qiáng)鋼構(gòu)件（產(chǎn)品）中較厚的 T型焊接接頭，由于焊前預(yù)熱、焊后 保溫不當(dāng)，加上構(gòu)件剛度和焊接應(yīng)力很大，容易產(chǎn)生橫向裂紋。在此種情況下將檢 測面選擇在翼板一側(cè)，將探頭掃查方向平行于焊縫軸線，沿著焊縫方向相對移動檢 測，用以發(fā)現(xiàn)焊縫根部與母材之間的橫向裂紋，如圖 9.32所示。 實(shí)踐證明，采用直射波法對整個焊縫截面進(jìn)行檢測，聲程短、衰減小、靈敏度 高、檢測較為容易、定位方便準(zhǔn)確?？梢詫θ毕莸母鱾€方向進(jìn)行掃查，有助于定量 并對缺陷的形狀作出較準(zhǔn)確的判定?？梢愿鶕?jù)

50、缺陷的取向選擇最佳的掃查方向并對 缺陷的整個寬度和深度進(jìn)行掃查，因而對焊縫邊緣的焊趾裂紋以及焊縫根部的橫向 裂紋的檢測，具有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。 但對根部未焊透的檢測能力較低，需要用較高的檢 測靈敏度。 圖9.32 T型焊接接頭橫向裂縫檢測示意 在JB/T4730.3-2005 標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定，管座角焊縫以直探頭檢測為主，必要時(shí)應(yīng)增 加斜探頭檢測的內(nèi)容。 采用縱波檢測，不但比橫波簡單方便，而且由于其聲束垂直 于被焊面，對焊縫中可能存在的未焊透、縱向裂縫檢測非常有利。但是，這里涉及 到一個近場區(qū)（N ）的問題。由于近場區(qū)聲壓變化相當(dāng)復(fù)雜，雖然在該區(qū)能檢測出缺 陷，但因缺陷尺寸與反射波無一定規(guī)律

51、，因而確定缺陷大小很困難。為此在實(shí)際檢 測中應(yīng)盡量避免近場區(qū)的影響?；蛘咧谱鲗Ρ仍噳K加以解決。也可以采用具有一定 焦距的雙晶探頭進(jìn)行檢測。圖9.33所示為角焊縫、T型焊接接頭采用縱波單直探頭、 雙晶探頭檢測示意圖。采用雙晶探頭要求其焦距最好等于或近似與翼板厚度相同， 由于在此種情況下檢測靈敏度較高，容易發(fā)現(xiàn)焊縫區(qū)域內(nèi)的缺陷。 應(yīng)用縱波在翼板上檢測角焊縫、 T型焊接接頭時(shí)，應(yīng)將翼板中的層狀撕裂與焊 縫中的缺陷區(qū)分開來，層狀撕裂的聲程應(yīng)小于翼板的厚度，而焊縫中的缺陷的聲程 應(yīng)大于或等于翼板的厚度。 還應(yīng)說明，高強(qiáng)鋼焊接結(jié)構(gòu)的角焊縫或 T型焊接接頭， 若翼板（或殼體）很厚，剛度和焊接應(yīng)力又十分

52、大，在焊縫中或其邊緣很有可能產(chǎn) 生橫向裂紋和焊趾裂紋，采用縱波檢測最容易漏檢，應(yīng)輔以橫波斜探頭在翼板上焊 縫及熱影響區(qū)輪廓線以內(nèi)沿焊縫軸線對橫向裂縫進(jìn)行檢測和在翼板上垂直于焊縫軸 線對焊趾裂縫進(jìn)行檢測。因此上述縱波檢測方法只適合于一般材質(zhì)的角焊縫、 T型 焊接接頭的檢測。 采用縱波檢測，為了減少探頭雜波對檢測結(jié)果的影響，建議選用頻率較高（例 如5MHz）的探頭。 圖9.33角焊縫、T型焊接接頭單直探頭及雙晶直探頭檢測示意圖 9.3.4 T型焊接接頭檢測距離一波幅曲線的靈敏度 T型焊接接頭采用 斜探頭檢測時(shí)，其距離一波幅曲線靈敏度應(yīng)以腹板厚度為準(zhǔn)， 如表9.3所列。采用直探頭

53、檢測時(shí)，距離一波幅曲線靈敏度按表 9.7確定。 表9.7 T型焊接接頭直探頭距離一波幅曲線的靈敏度 評定線 定量線 判廢線 ①2mm平底孔 ①3mm平底孔 ①4mm平底孔 掃查方式： 直探頭和斜探頭的掃查按第二節(jié)對接焊接接頭掃查方式的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行。 對缺陷進(jìn)行等級評定時(shí)，均以腹板厚度為準(zhǔn)。 9.4堆焊層超聲檢測（一般掌握了解內(nèi)容） 當(dāng)設(shè)備既要求具有較高的強(qiáng)度，又要求具有良好的耐腐蝕性時(shí)，往往在其表面 堆焊一層具有上述性能的材料，如不銹鋼或鎳基合金等。 奧氏體不銹鋼和鎳基合金堆焊層在凝固過程中沒有奧氏體向鐵素體轉(zhuǎn)變的相 變，在室溫下仍然保留 鑄態(tài)奧氏體晶粒。因此晶粒較

54、粗大，對超聲波的衰減較為嚴(yán) 重。此外堆焊層金屬在冷卻時(shí)，母材方向散熱條件好，因此奧氏體晶粒生長取向基 本垂直于母材表面。特別是采用帶極堆焊工藝時(shí)，柱狀晶更為典型，聲學(xué)性能各向 異性明顯。對于這種材料采用縱波直探頭檢測，聲波沿柱狀晶方向傳播衰減較小。 而采用橫波斜探頭檢測時(shí)，散射衰減就比較嚴(yán)重，顯示屏上會出現(xiàn)草狀回波，信噪 比低。 堆焊層中常見的缺陷有如下幾種： 1. 堆焊層內(nèi)的缺陷，如氣孔、夾雜、層間未熔合等； 2. 堆焊層與基體（母材）間的未熔合（未結(jié)合缺陷），其取向基本上平行于母材表面; 3. 堆焊層以下母材熱影響區(qū)的再熱裂紋， 其取向基本上垂直于母材表面且垂直于堆焊 方向。 1

55、. 采用雙晶直探頭和縱波雙晶斜探頭從堆焊層側(cè)對堆焊層進(jìn)行超聲檢測。 2. 采用單直探頭和縱波單斜探頭從母材側(cè)對堆焊層進(jìn)行超聲檢測。 焊層與母材的結(jié)合部位。 檢測堆焊層應(yīng)用對比試塊的要求和型號的選擇 對比試塊應(yīng)采用與被檢工件材質(zhì)相同或聲學(xué)特性相近的材料，并采用相同的焊 接工藝制成。其母材、熔合面和堆焊層中，均不得有大于或等于① 2mm平底孔當(dāng)量 直徑的缺陷存在。試塊堆焊層表面狀態(tài)應(yīng)和工件堆焊層的表面狀態(tài)相同。 1.從堆焊層側(cè)檢測采用 T1型試塊，其母材厚度T至少應(yīng)為堆焊層厚度的兩倍， 如圖 1 40 t—嚴(yán) -I ■*0 寸 L 7

56、 i — j j t : 1 i : Ik. ! i ■ ■ i I I i |一? 冶 #2 #1 #4 9.34所示。 圖9.34 T1型試塊 2.從母材側(cè)進(jìn)行檢測采用 T2型試塊，母材厚度T與被檢母材的厚度差不得超過 10% 如圖9.35所示。如果工件厚度比較大，則該試塊的長度應(yīng)能滿足檢測要求。 51 1. 縱波雙晶斜探頭靈敏度的校準(zhǔn) 將探頭放置在試塊堆焊層

57、的表面上，移動探頭使從① 1.5mm橫孔上獲得最大反 射波，調(diào)節(jié)衰減器使回波幅度為顯示屏滿刻度的 80%，以此作為基準(zhǔn)靈敏度。 2. 雙晶直探頭靈敏度的校準(zhǔn) 將探頭放置在試塊堆焊層的表面上，移動探頭使其從① 3mm平底孔上獲得最大 波幅，調(diào)整衰減器使回波幅度為顯示屏滿刻度的 80%，以此作為基準(zhǔn)靈敏度。 1. 單直探頭靈敏度的校準(zhǔn) 將單直探頭放置在母材一側(cè)，使①3mm平底孔回波幅度為顯示屏滿刻度的 80% , 以此作為基準(zhǔn)靈敏度。 2. 縱波斜探頭靈敏度的校準(zhǔn) 將探頭放置在試塊母材的表面上，移動探頭使從① 1.5mm橫孔上獲得最大反射 波，調(diào)節(jié)衰減器使其回波幅度為顯示屏滿刻

58、度的 80%，以此作為基準(zhǔn)靈敏度。 1. 單直探頭靈敏度的校準(zhǔn) 將探頭放置在母材一側(cè)，如圖 9.36 (a)所示，使①10mm平底孔回波幅度為顯 示屏滿刻度的80%，以此作為基準(zhǔn)靈敏度。 2. 雙晶直探頭靈敏度的標(biāo)準(zhǔn) 將探頭放置在堆焊層一側(cè)，如圖 9.36 (b)所示，使①10mm平底孔回波幅度為 顯示屏滿刻度的80%，以此作為基準(zhǔn)靈敏度。 ，分別在母材一側(cè)或堆焊層一側(cè)進(jìn)行掃查。如果對檢測結(jié)果有懷疑時(shí)，也可從另一 側(cè)進(jìn)行補(bǔ)充檢測。 ;采用雙晶直探頭檢測時(shí)應(yīng)垂直于堆焊方向進(jìn)行掃查。且在掃查時(shí)，應(yīng)保證雙晶探 頭隔聲層平行于堆焊方向。 ，此種缺陷基本上垂直于檢測面，危害性大，一般采用

59、縱波雙晶斜探頭從堆焊層側(cè) 進(jìn)行檢測，缺陷檢出率高，效果好。 947 JB/T4730.3 （ 5.2）-2005標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量等級評定 堆焊層質(zhì)量等級評定見表9.8 表9.8 堆焊層質(zhì)量分級 缺陷等級 堆焊層內(nèi)缺陷 堆焊層界面缺陷 堆焊層未結(jié)合缺陷 I 當(dāng)量小于①1.5mm-2dB 的 缺陷（縱波雙晶斜探頭、縱 波斜探頭）；當(dāng)量小于① 3mm的缺陷（單直探頭、 雙晶直探頭） 當(dāng)量小于①1.5mm-2dB 的缺陷（縱波雙晶斜探 頭、縱波斜探頭） 缺陷直徑小于25mm的 未結(jié)合區(qū)域 II 當(dāng)量①1.5mm-2dB 至① 1.5mm+2dB的缺陷（縱波 雙晶斜探頭、

60、縱波斜探頭）； 當(dāng)量①3至①4且長度小于 30mm的缺陷（單直探頭、 當(dāng)量①1.5mm-2dB至① 1.5mm+2dB缺陷（縱波 雙晶斜探頭、縱波斜探 頭） 缺陷直徑為25mm ~ 40mm的未結(jié)合區(qū)域 雙晶直探頭） 皿 超過H級或發(fā)現(xiàn)裂紋等危害 性缺陷 超過H級或發(fā)現(xiàn)裂紋等 危害性缺陷 超過H級 鋁對接焊接接頭的超聲檢測 （一般掌握了解內(nèi)容） 與鋼焊接接頭相比，鋁焊縫的重要特點(diǎn)是 熔點(diǎn)低、導(dǎo)熱率大、熱膨脹系數(shù)大、 材質(zhì)衰減系數(shù)小、塑性好、強(qiáng)度低。 此外，鋁中縱波聲速比鋼大，橫波聲速比鋼小。 鋁對接焊接接頭中常見缺陷也與鋼焊接接頭類似，有

61、氣孔、夾渣、未焊透、未 熔合、裂紋等。為了檢測出上述幾種危害性缺陷， 一般采用橫波單斜探頭檢測法。 由于鋁對超聲波的衰減較小，所以宜選擇較高的頻率， 一般選用頻率為5MHz， 探頭的橫波折射角有700、600、450等幾種，當(dāng)板厚較厚時(shí)，常用 45。；當(dāng)板厚較薄 時(shí)，常用600或70。。如有必要也可以選擇其他參數(shù)的探頭。 1. 標(biāo)準(zhǔn)試塊 檢測鋁對接焊接接頭， 也可以采用CSK-IA標(biāo)準(zhǔn)試塊測量探頭的入射點(diǎn) （L0）以 及調(diào)整儀器時(shí)基掃描線比例（但需進(jìn)行聲速換算） 。 2. 對比試塊 用與被檢測鋁對接焊接接頭相同或相近似的鋁材，制作具有橫孔的對比試塊， 主要用以時(shí)基掃描線的校準(zhǔn)

62、和距離一波幅曲線的繪制。 對比試塊中不得有大于或等于①2mm平底孔當(dāng)量直徑的缺陷存在。試塊尺寸、 形狀見圖9.37所示和表9.9所示 1 1 金部 ■I II 1 h i h 1 1 1 1 1 1 1 s 1 r 50 J 50 J i i >— ■ J 1 ￡ 圖9.37對比試塊形狀 表9.9 對比試塊尺寸 mm 試塊號 試塊長度L 試塊厚度T 試塊的測定適用范圍 1 300 25 8?40 2 500 50 >40 ?80 耦合劑的選擇 與鋼焊接接頭

63、超聲檢測一樣，鋁對接焊接接頭檢測耦合劑也可以采用機(jī)油、變 壓器油、甘油或漿糊等。為避免對鋁造成腐蝕，注意不要使用堿性耦合劑。 檢測前，應(yīng)清除探頭移動區(qū)域的飛濺、銹蝕、油垢等。 焊接接頭外觀及檢測表面經(jīng)檢查合格后，方可進(jìn)行檢測。 采用CSK-IA標(biāo)準(zhǔn)試塊測定，方法同鋼試塊測定方法。 采用與被檢測的鋁對接焊接接頭一樣或相近的母材制作試塊，在其上鉆上① 2mm橫孔，它距檢測面的深度應(yīng)為被檢測焊接接頭厚度的 1?2倍，如圖9.38所示 57 hi ■? (b) hftanB L Lo ：=tan 1 J J / T ―— □ □ 匚

64、] lh ①2mm X40 — 18dB ①2mm X40 — 12dB ①2mm X40—4dB 2?掃查靈敏度 掃查靈敏度不低于最大聲程處的評定線靈敏度。 3?掃查方法 掃查范圍和掃查方法應(yīng)按照 7.2節(jié)中的鋼制對接焊接接頭檢測規(guī)定進(jìn)行。 9.5.4 缺陷定量 1

65、. 缺陷定量時(shí)應(yīng)調(diào)到定量線靈敏度。 2. 對所有反射波幅達(dá)到或超過定量線的缺陷， 均應(yīng)確定其位置、最大反射波幅和缺陷 當(dāng)量。 3. 缺陷位置測定應(yīng)以獲得缺陷最大反射波的位置為準(zhǔn)。 4. 缺陷最大反射波幅的測定。將探頭移至缺陷出現(xiàn)最大反射波信號的位置， 測定波幅 大小，并確定其所在距離一波幅曲線中的區(qū)域。 5. 缺陷定量 應(yīng)根據(jù)缺陷最大反射波確定缺陷當(dāng)量直徑①或缺陷指示長度 L。具體方法按照 7.2節(jié)對接焊接接頭檢測的規(guī)定。 9.5.5 缺陷評定 超過評定線的信號應(yīng)注意其是否具有裂紋等危害性缺陷特征，如有懷疑時(shí)，應(yīng) 采取改變探頭K值、增加檢測面、觀察動態(tài)波形并結(jié)合結(jié)構(gòu)工藝特征

66、作判定，如對 波形不能判斷時(shí)，應(yīng)輔以其他檢測方法作綜合判定。 缺陷指示長度小于10mm時(shí)，按5mm計(jì)算。 相鄰兩缺陷在一直線上，其間距小于其中較小的缺陷長度時(shí)，應(yīng)作為一條缺陷 處理，以兩缺陷長度之和作為其指示長度（間距不計(jì)入缺陷長度）。 對接焊接接頭質(zhì)量分級按表 9.11的規(guī)定進(jìn)行。 表9.11 對接焊接接頭質(zhì)量分級 等級 板厚T 反射波幅所在區(qū)域 單個缺陷指示長度L I > 8 I 非裂紋類缺陷 8?40 I <10 > 40 074，最大不超過20 II 8?40 I <15 > 40 8 I 超過I級者 皿 所有缺陷 I、I、皿 裂紋等危害性缺陷 注：板厚不等的對接焊接接頭，取薄板側(cè)厚度值 鋼制承壓設(shè)備管子和壓力管道環(huán)向焊接接頭超聲檢測 本節(jié)所述鋼制承壓設(shè)備管子和壓力管道環(huán)向焊接接頭超聲檢測方法， 主要是指壁 厚大于或等于 4mm、外徑為32?159mm、壁厚為4?6mm、外徑大于或等于159mm 的承壓設(shè)備管子和壓力管道環(huán)向焊接接頭的檢測方法。 本節(jié)所述的檢測方法 不