“T”形焊接接頭中未焊透缺陷的超聲波檢測(cè)

王學(xué)平

摘 要：“T”形焊接主要是指按照“T”字形，將兩塊板垂直放置，中間板是單面坡口或雙面坡口，并且是全熔透焊縫，這種焊接形式被稱為“T”形焊接，對(duì)于“T”形焊接接頭中存在的沒(méi)有完全焊透的部分，屬于質(zhì)量缺陷，需要采用超聲波檢測(cè)的方法對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)。超聲波檢測(cè)是通過(guò)超聲技術(shù)，對(duì)相關(guān)物件實(shí)施檢測(cè)，是無(wú)損檢測(cè)的一種，在原材料物件出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題時(shí)，應(yīng)用超聲波技術(shù)對(duì)其內(nèi)部質(zhì)量和表面質(zhì)量進(jìn)行綜合檢測(cè)，并不會(huì)破壞物件的工作狀態(tài)。使用超聲波技術(shù)檢測(cè)“T”形焊接接頭中未焊透的缺陷部分，能夠便于掌握工件的內(nèi)部情況，對(duì)于“T”形焊接接頭的綜合質(zhì)量檢測(cè)和評(píng)定等能夠提供相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，本篇文章在此基礎(chǔ)上，主要對(duì)“T”形焊接接頭中未焊透缺陷的超聲波檢測(cè)方法及技術(shù)要求等相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行研究和分析。

關(guān)鍵詞：“T”形焊接；接頭；焊透；缺陷；超聲波檢測(cè)

中圖分類號(hào)：TG115 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

“T”形焊接垂直板的厚度不同，但是垂直板能夠開(kāi)成單邊“V”形坡口、“K”形坡口或“I”形坡口，坡口形式眾多。但是在焊接過(guò)程中，由于設(shè)備或是相關(guān)人員的操作技術(shù)問(wèn)題，導(dǎo)致“T”形焊接接頭中存在未完全焊透的部分，這就導(dǎo)致“T”形焊接接頭的質(zhì)量缺陷，對(duì)于這部分的工件缺陷，透過(guò)肉眼是難以檢查和分辨出來(lái)的，因而可以應(yīng)用超聲波檢測(cè)技術(shù)，超聲波檢測(cè)是在工件的某個(gè)特定方向上，將超聲波的光束集中，超聲波在介質(zhì)中的傳播形式是按照直線傳播，因而具有良好的指向性，超聲波檢測(cè)“T”形焊接接頭焊接缺陷精準(zhǔn)性較高。對(duì)于“T”形焊接接頭中未焊透缺陷的超聲波檢測(cè)方式以及相關(guān)技術(shù)要求等，需要從實(shí)踐分析中，探討和總結(jié)出有效策略。

1 T形焊接接頭中未焊透缺陷的超聲波檢測(cè)思路分析

（1）無(wú)損檢測(cè)要求

“T”形焊接接頭在不同工件制造和焊接結(jié)構(gòu)中均有使用，水利水電工程項(xiàng)目在施工建設(shè)中，主要使用的是鋼熔化“T”形焊接接頭，對(duì)于焊接缺陷和缺陷深度問(wèn)題，需要采用準(zhǔn)確的檢測(cè)方法。以往的檢測(cè)方法，難以界定焊接缺陷的位置，檢測(cè)結(jié)果方面的差異也較大，應(yīng)用超聲波檢測(cè)“T”形焊接接頭未焊透缺陷，要對(duì)探頭的適用厚度進(jìn)行規(guī)定，探頭靈敏度也要在規(guī)定范圍內(nèi)。超聲波檢測(cè)“T”形焊接接頭焊接缺陷，具有操作簡(jiǎn)便、準(zhǔn)確性高的特點(diǎn)，在選擇雙晶直探頭，對(duì)其性能、結(jié)構(gòu)形式和測(cè)試方法提前進(jìn)行分析。

（2）探頭調(diào)校

應(yīng)用超聲波檢測(cè)“T”形焊接接頭未焊透缺陷部分，要提前對(duì)探頭進(jìn)行試驗(yàn)，在試驗(yàn)測(cè)試過(guò)程中，檢查使用的設(shè)備在功能、特性和運(yùn)行效率上是否能夠滿足測(cè)試要求。超聲波檢測(cè)“T”形焊接接頭焊接缺陷，要研制和使用專用探頭，保證檢測(cè)精度，最終選用的探頭要具備良好的靈敏度和分辨率，對(duì)其進(jìn)行調(diào)校時(shí)，要對(duì)比試塊進(jìn)行設(shè)計(jì)，比試塊越實(shí)用、簡(jiǎn)單，則探頭的調(diào)校越方便。經(jīng)過(guò)試驗(yàn)分析，雙晶探頭在鋼熔性“T”形焊接接頭超聲波檢測(cè)中應(yīng)用更加具有技術(shù)優(yōu)勢(shì)，性能穩(wěn)定，能準(zhǔn)確探測(cè)T形焊接接頭未焊透缺陷部分。

（3）接頭結(jié)構(gòu)和干擾波分析

“T”形焊接接頭的超聲波檢測(cè)，主要是對(duì)其未焊透的焊縫和質(zhì)量缺陷部分進(jìn)行檢測(cè)，“T”形焊接接頭在金屬件的加工制造中應(yīng)用較多，在實(shí)施質(zhì)量檢測(cè)的過(guò)程中，對(duì)于檢測(cè)問(wèn)題要進(jìn)行集中分析。“T”形焊接接頭主要缺陷，使用常規(guī)探傷方法難以檢測(cè)出，甚至是無(wú)法實(shí)施檢測(cè)；“T”形焊接接頭焊縫表面有嚴(yán)重的干擾波影響，超聲波檢測(cè)容易發(fā)生信號(hào)干擾，導(dǎo)致最終的誤判或漏檢結(jié)果。對(duì)“T”形焊接接頭的結(jié)構(gòu)特性進(jìn)行分析，了解超聲波幾何波發(fā)射情況，保證超聲波檢測(cè)技術(shù)的利用合理和聲波識(shí)別準(zhǔn)確。

2 超聲波檢測(cè)T形焊接接頭中未焊透缺陷方法研究

（1）分析缺陷規(guī)律

超聲波檢測(cè)“T”形焊接接頭中未焊透缺陷，對(duì)焊接缺陷規(guī)律和特點(diǎn)進(jìn)行分析，對(duì)于提高超聲波檢測(cè)效率和檢測(cè)準(zhǔn)確性具有重要作用?！癟”形焊接接頭是由腹板和翼板兩部分焊接形成的，腹板上有焊接坡口，且“T”形焊接接頭焊縫中的未焊透缺陷包括未焊透缺陷、未熔合缺陷、裂紋缺陷、氣孔缺陷和夾雜缺陷等。焊縫中心位置一般是裂紋，與腹板形成45°夾角，而翼板熔合線附近則通常會(huì)有側(cè)裂紋，大多是呈層狀撕裂狀；翼板側(cè)面熔合線以及腹板熔合線附近可能會(huì)有焊趾裂紋；焊縫坡口鈍邊周邊會(huì)有氣孔、夾雜等?！癟”形焊接接頭不同的焊接缺陷在不同位置，根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，分析缺陷規(guī)律，能夠有效提升超聲波缺陷檢測(cè)準(zhǔn)確度。

（2）焊接缺陷檢測(cè)方法

對(duì)T形焊接接頭的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和缺陷分布規(guī)律情況等進(jìn)行綜合分析后，形成基本的檢測(cè)思路，然后選用合理的超聲波檢測(cè)方法檢出氣孔缺陷和夾雜缺陷。例如“T”形焊接接頭焊縫中的焊趾裂紋和裂紋缺陷比較靠近焊縫表面腹板，選擇K值探頭，應(yīng)用直射波實(shí)施檢測(cè)，對(duì)一二次的反射波結(jié)果進(jìn)行計(jì)算、分析，獲得檢測(cè)最佳結(jié)果。而對(duì)于“T”形焊接接頭中的氣孔缺陷和夾雜缺陷等，由于方向敏感度不高，因而不管是翼板檢測(cè)還是腹板檢測(cè)，焊縫截面只要被聲束掃查到，使用常規(guī)的超聲波檢測(cè)方法，“T”形焊接接頭氣孔缺陷和夾雜缺陷檢出率均不低，符合超聲波檢測(cè)精度要求。

（3）探頭值設(shè)置

“T”形焊接是一種比較常見(jiàn)的焊接形式，這種焊接結(jié)構(gòu)也比較普遍，一些金屬構(gòu)件在制造中應(yīng)用“T”形焊接較為廣泛，由于“T”形焊接接頭的載能力較大，在工件制造和焊接過(guò)程中，需要重點(diǎn)控制和保證其焊接質(zhì)量。應(yīng)用超聲波檢測(cè)“T”形焊接接頭未焊透缺陷，要選擇探頭，使用細(xì)砂輪對(duì)檢測(cè)面的表面部位進(jìn)行打磨，去除異物，分析耦合條件后，選擇2.5MHz的探頭頻率。近場(chǎng)區(qū)長(zhǎng)度不能超過(guò)翼板厚度，這是因?yàn)橐戆搴穸扔邢蓿筋^晶片尺寸太大，會(huì)影響檢測(cè)操作，鋼型“T”形焊接接頭在結(jié)構(gòu)較大的情況下，翼板厚度為40mm～80mm，而腹板厚度在50mm～120mm，分析焊縫結(jié)構(gòu)、缺陷規(guī)律和坡口角度后，對(duì)斜探頭的K值進(jìn)行選定，K值大小變化影響漏檢區(qū)大小。

結(jié)語(yǔ)

“T”形焊接是工業(yè)加工和工件制造中一種較為常見(jiàn)的焊接形式，“T”形焊接接頭是一個(gè)焊件的端面和另一個(gè)焊件的表面組成構(gòu)建成一個(gè)近似于直角形狀或者是直角的接頭，這種接頭的形式用途相當(dāng)于對(duì)接接頭作用?！癟”形焊接接頭焊接，由于操作不當(dāng)問(wèn)題，導(dǎo)致焊縫存在，或者是部分未完全焊透的地方存在質(zhì)量缺陷，對(duì)于這些焊接問(wèn)題，要采用超聲波檢測(cè)，在探傷檢查中對(duì)其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及主要缺陷位置等實(shí)施檢測(cè)分析。“T”形焊接接頭的缺陷檢測(cè)方法有磁粉檢測(cè)、射線檢測(cè)等，但是在實(shí)際檢測(cè)中，這些檢測(cè)方法操作不方便，采用超聲波檢測(cè)具有經(jīng)濟(jì)、便捷的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。超聲波能量大，在介質(zhì)傳播中，指向性較為明確，并且在遇到異種介質(zhì)時(shí)，能夠自動(dòng)發(fā)生波形轉(zhuǎn)換、超聲波折射和超聲波反射等，這些反射波反射回來(lái)后，能夠獲取探測(cè)結(jié)果?！癟”形焊接接頭中未焊透缺陷的超聲波檢測(cè)具有客觀、準(zhǔn)確的特點(diǎn)，在實(shí)踐中的檢測(cè)效果較好，因而具有進(jìn)一步推廣應(yīng)用的價(jià)值。

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