焊接質(zhì)量的超聲波探傷無(wú)損檢測(cè)探析

屈剛 常英魁 齊孝杰 麻國(guó)棟

海洋工程技術(shù)服務(wù)分公司 天津?yàn)I海 300450

1 超聲波探傷無(wú)損檢測(cè)概述

焊接的質(zhì)量決定著產(chǎn)品質(zhì)量的優(yōu)劣，所以對(duì)于焊接完成的產(chǎn)品進(jìn)行檢測(cè)是非常重要的。我們對(duì)于焊接常用的檢測(cè)方法就是超聲波探傷無(wú)損檢測(cè)的方法，之所以超聲波的范圍廣泛主要是為了彌補(bǔ)人類肉眼觀察的不足，零件上的一些內(nèi)在的問(wèn)題是無(wú)法通過(guò)肉眼進(jìn)行識(shí)別的，另外一個(gè)比較有效的方式就是射線照相的方式，射線照相就是利用一些相關(guān)的設(shè)施或者一些設(shè)備一起去進(jìn)行檢測(cè)，射線照相能夠檢查我們所看不到的內(nèi)在問(wèn)題。

無(wú)損檢測(cè)中的超聲波探傷技術(shù)，是在科學(xué)技術(shù)發(fā)展下新興的探測(cè)技術(shù)之一，是無(wú)損檢測(cè)中的重要技術(shù)之一，應(yīng)用范圍較廣。借助超聲波探測(cè)技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)裂紋和夾渣等情況的檢查，從而掌握焊接的施工質(zhì)量。超聲波探傷技術(shù)操作過(guò)程方便和快捷，安全性能較高。設(shè)備構(gòu)成包括探頭、超聲波探傷儀和耦合劑等，超聲波在介質(zhì)中傳播時(shí)有多種波型，檢驗(yàn)中最常用的為縱波、橫波、表面波和板波。

2 超聲的缺陷評(píng)定與缺陷的誘因

2.1 超聲的缺陷評(píng)定

雖然超聲波探測(cè)已是目前較為先進(jìn)的質(zhì)量探測(cè)方式，但是這其中仍然存在諸多的缺陷。缺陷的成因在于單個(gè)氣孔回波高度不足，這個(gè)時(shí)候相對(duì)穩(wěn)定，進(jìn)行多方位的探測(cè)，但是，一旦反射波基本保持一致，探頭如果不是正對(duì)的話，波高與氣孔大小成正比，若探頭進(jìn)行定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，就造成此起彼落的情況出現(xiàn)。這樣的測(cè)定所帶來(lái)的數(shù)據(jù)的結(jié)果就是失真的，這就是我們?cè)诔暡ㄌ絺腥菀壮霈F(xiàn)的問(wèn)題，所以我們針對(duì)這一缺陷需要提出一定的改良方案和策略。

2.2 如何避免此類缺陷

首先對(duì)于焊條的質(zhì)量要進(jìn)行嚴(yán)格的把關(guān)，表面不平整或者是被銹蝕的焊條是一定要進(jìn)行除銹處理的，不這樣的話進(jìn)行超聲波探傷的結(jié)果就會(huì)失真，焊接輔料要根據(jù)定溫情況予以烘干處理，坡口與其兩端要進(jìn)行徹底的清理，在焊接的過(guò)程中也要保證電流和電壓的穩(wěn)定，這樣才能保證檢測(cè)的準(zhǔn)確性。將探頭進(jìn)行平移波幅發(fā)生改變，在進(jìn)行探測(cè)時(shí)反射波幅有所差異。

其次，合理的采用焊接電流，控制電流，焊接件的坡口夾角不能偏小，在進(jìn)行焊接前一定要將坡口徹底的進(jìn)行處理，在進(jìn)行多層焊接的時(shí)候要多層次的進(jìn)行調(diào)整等。坡口不能過(guò)大，反射率以及波幅偏高，在探頭進(jìn)行平移時(shí)，焊接的波形相對(duì)穩(wěn)定，我們要看到，而在焊縫兩端進(jìn)行探傷時(shí)都可以得到基本一致的反射波幅。

最后，正確的采用坡口型式、裝配縫隙以及選擇合理的焊接技術(shù)。超聲波探測(cè)的正確運(yùn)用需要考量的是多方面的綜合的因素，所以我們說(shuō)在進(jìn)行檢測(cè)過(guò)程中需要注意的事項(xiàng)是非常多的，只有認(rèn)真操作才能夠精益求精。

3 焊接質(zhì)量的超聲波探傷無(wú)損檢測(cè)

3.1 氣孔檢查

孔隙度檢測(cè)是超聲波無(wú)損檢測(cè)焊縫質(zhì)量的基礎(chǔ)和前提。如您所知，由于單個(gè)孔的回波高度通常非常低且波形通常為單峰，因此可以保持高穩(wěn)定性并同時(shí)從多個(gè)方向進(jìn)行檢測(cè)?？梢钥闯?，反射波幾乎相同但可能隨著探頭波形的輕微移動(dòng)而消失。在孔隙檢查的情況下，受限的孔隙通常產(chǎn)生反射波的團(tuán)塊，并且波高隨著孔隙收縮而變化，但是當(dāng)探針執(zhí)行定點(diǎn)操作時(shí)也會(huì)發(fā)生相同的情況。是的，這個(gè)問(wèn)題的主要原因是焊接材料沒(méi)有根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)溫度進(jìn)行干燥，這會(huì)使電極條退化，導(dǎo)致電極板掉落，芯部腐蝕和電線清潔不徹底，手工焊接時(shí)的電流很大這是因?yàn)?。?zhí)行氣孔檢查時(shí)，操作員需要完全解決上述問(wèn)題。

3.2 夾渣檢查

超聲波無(wú)損檢測(cè)中渣檢的作用不言而喻。夾渣是焊接后，在鋼結(jié)構(gòu)中殘留的非金屬殘留雜質(zhì)或熔渣。夾渣包括條狀渣和點(diǎn)狀渣，其表面呈現(xiàn)不規(guī)則的形態(tài)。條狀?yuàn)A渣的反射率和波幅相對(duì)較低，對(duì)探頭進(jìn)行平行移動(dòng)時(shí)，波幅有略微變動(dòng)。點(diǎn)狀?yuàn)A渣的回波形態(tài)和信號(hào)與單個(gè)氣孔具有類似性。造成這種缺陷的主要原因是焊接電流過(guò)低，速度過(guò)快，焊渣沒(méi)有及時(shí)浮動(dòng)，焊接邊緣沒(méi)有完全加工，操作人員可以應(yīng)該用焊接電流以及合理選取運(yùn)條方向焊接速度，從而不斷提高超聲波無(wú)損檢測(cè)的應(yīng)用效果。

3.3 裂縫檢查

裂紋檢測(cè)是焊縫質(zhì)量超聲無(wú)損檢測(cè)的重要組成部分：正常情況下，裂紋中回波的高度越大，振幅越大，峰值越多。產(chǎn)生持續(xù)變化。裂紋是在鋼結(jié)構(gòu)焊接期間或焊接完畢后，因鋼結(jié)構(gòu)過(guò)熱導(dǎo)致局部存在破裂的縫隙。通常情況下，裂紋呈現(xiàn)的反射回波高度較高。對(duì)超聲探頭進(jìn)行平行移動(dòng)時(shí)，會(huì)在波幅變動(dòng)的情況下初選連續(xù)的反射波。對(duì)超聲探頭進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，其波幅變動(dòng)不明顯，但其波峰有上下錯(cuò)動(dòng)的變化趨勢(shì)。此外，在探針運(yùn)行后，裂紋峰值通常上下移動(dòng)。這個(gè)問(wèn)題的存在不僅影響焊接接頭的質(zhì)量，而且還導(dǎo)致過(guò)度的應(yīng)力集中，這也是結(jié)構(gòu)裂縫的重要原因。因此，在檢查裂縫時(shí)，工作人員必須提高焊條和焊劑的堿度，必要的預(yù)熱絕緣措施，使用科學(xué)的焊接順序，并增加焊接收縮過(guò)程的自由度，以及最后，提高焊接質(zhì)量。超聲波無(wú)損檢測(cè)不斷檢查加工效率。

總之，在這個(gè)階段，由于鋼結(jié)構(gòu)廣泛用于風(fēng)力發(fā)電工業(yè)和大型裝置，因此對(duì)鋼結(jié)構(gòu)，特別是焊接性能的要求非常高。在眾多檢測(cè)方法中，無(wú)損檢測(cè)是保證鋼結(jié)構(gòu)焊接性能的最有效方法。超聲波探傷的無(wú)損檢測(cè)具有檢測(cè)間隔寬，檢測(cè)裝置小，便攜性方便，檢測(cè)效率高的優(yōu)點(diǎn)。由于檢測(cè)過(guò)程佩戴探針并消耗磨合劑，因此檢測(cè)成本低，因此獲得了超聲波檢測(cè)無(wú)損檢測(cè)方得到了更為廣泛的使用。