鋼結構焊縫超聲波檢測對缺陷定性淺析

朱明章

摘要：隨著科學技術的飛速發展與進步，促進鋼結構焊縫檢測技術也得到了創新與改進。在對鋼結構焊縫檢測環節中會采用A型脈沖反射超聲波技術進行檢測，對發現的反射體進行判斷與分析。本文主要對鋼結構焊縫超聲波檢測的原理進行闡述，提出鋼結構焊縫超聲波檢測對缺陷定性的判定策略，希望給相關人員提供參考建議。

關鍵詞：超聲波檢測;焊縫檢測;缺陷定性

超聲波檢測技術不僅可以確定工件中缺陷位置與大小，同時還可以判斷缺陷的性質。基于不同性質的缺陷具有一定的差異性，因此對缺陷定性十分重要。采用脈沖反射超聲波技術可以準確確定焊接處反射點的位置，然而缺陷焊縫的相對位置的分布可以為我們初步辨別缺陷類型奠定基礎。缺陷定性是一個很復雜的問題，通過超聲波探傷儀反映出缺陷回波的時間與幅度，以此作為參考依據，從而判定缺陷的性質。

1? 鋼結構焊縫超聲波檢測的基本原理

超聲波檢測技術的應用主要以超聲波在工作中的傳播特性為基礎，超聲波在通過材料過程中會產生能量損失，在遇到不同界面或者聲阻時，會發生反射、折射以及波形轉換的現象。當采用A型脈沖反射超聲波技術進行焊縫檢測時，超聲波通過鋼板直接進入焊縫，一旦遇到焊縫中的缺陷就會反射回來，從而通過探頭的接收作用，將波形顯示在示波器上，如果遇到不同形狀或者不同取向的反射物體時，反射回來的聲能會存在很大的差異性，示波器上呈現的波形也不同，此時，檢測人員可以結合自身工作經驗，對波形、反射體的位置以及指示長度的差異來分析反射體的性質[1]。

2? 噪音影響聲波的識別與判定

2.1? 噪音的主要來源分析

在超聲波檢測過程中，噪音來源途徑十分廣泛。第一，當檢測儀器開機工作過程中，由于性能不穩定會產生干擾噪音。同時儀器受到震動與沖擊相互之間會互相干擾，從而會產生大量的噪音。除此之外，超聲波會通過材料進行傳播，當大顆粒晶體通過時會導致超聲波發生散射，從而產生雜波。

2.2? 準確識別雜波

超聲波檢測過程中，儀器在正常運作中由于自身的震動與碰撞會產生雜波，這些雜波具有不規則與偶然性的特點，產生的原因不明，產生的時間也無法控制，因此，需要通過多次分析與研究，在反復檢測中發現其中蘊含的規律。除此之外，超聲波在物體傳播過程中，當面對粗大晶體界面時會讓聲波出現散射的情況，從而引起波形的轉換與變化，導致熒光屏上出現混亂不堪的波形，并且噪音會伴隨著晶體尺寸的大小而逐漸升高[2]。

3? 鋼結構焊縫超聲波檢測對缺陷定性的判定策略

3.1? 裂紋波形缺陷定性

裂紋屬于平面型缺陷，針對平面型缺陷來說，處于不同方向位置上進行探測，其缺陷的回波高度具體一定的差異性。采用垂直方向度缺陷進行探測，會發現缺陷的回波變高，然而從平行缺陷方向進行探測，則發現缺陷回波低，或無缺陷回波。具體裂紋波形變化趨勢如圖1所示。

裂紋處屬于鋼材與空氣的連接界面，其中含有大量的氣體，聲壓反射率較高，回波高度大，波峰呈現多而且高的特點。

3.2? 未熔合波形缺陷定性

未熔合主要包括波口與層間之間的未熔合，缺陷類型與裂紋有一定的相似性，但是表面比裂紋要光滑[3]。未熔合主要指填充金屬未能與母材料完全熔合在一起，或者是填充金屬層與金屬層之間未熔合的情況，通常未熔合現象會出現在焊縫邊緣波口位置，當波形垂直照射到表面時，回波較高。如果當探頭平移測量時，出現的波形相對穩定，但是如果從焊縫兩側進行探測時，反射幅度存在很大的差距，甚至有時僅可以從一側進行探測，此時會選擇以此波檢測結果，另一側會采用二次波檢測結果，這樣的方式一旦檢測方法不當或者探頭角度不適合，就可以出現漏檢的情況。未熔合波形變化趨勢如圖2所示。

3.3? 未焊透波形缺陷定性

未焊透主要指在鋼結構焊接過程中，相對應接頭部分金屬材料未完全融合的情況，通常此種缺陷會出現在焊縫的中線位置上，具有一定的長度[5]。在對其進行探測過程中，如果將探頭平移，未焊透波形會呈現出相對穩定的形式，如果對焊縫兩側進行缺陷探測操作，會出現反射波幅基本相同的高度。

3.4? 夾渣波形缺陷定性

夾渣主要指在進行焊接操作時，焊接金屬材料中殘留的金屬雜質與熔渣等，熔渣形狀具有不規則的特點。夾渣主要分為點狀夾渣與條狀夾渣兩種。其中點狀夾渣的回撥信號與趨勢與氣孔比較相似。然而條狀夾渣的回波信號趨勢與鋸齒比較相似。具有反射率低，波幅不高的特點，此時波形主要呈現樹枝狀。在進行探測過程中，將探頭平移轉動，波幅高度就會發生變化，但是從不同的方向進行探測，其反射波幅高度具有很大差距，夾渣在焊縫中各個位置都可以存在。

4? 結語

綜上所述，超聲波檢測人員的工作經驗與水平，決定著缺陷的精準判定與分析。針對鋼結構焊縫超聲波檢測中缺陷定性具有一定的難度，盡管在前輩們不斷努力與研究中，會總結出很多具有價值的經驗與數據，但是在實際缺陷定性中仍然存在一定的阻礙，因此，需要不斷總結與分析，對鋼結構焊縫各個環節進行反復檢測，正確認識聲波的變化趨勢與走向，從而全面提高超聲波檢測的質量與效率。

參考文獻：

[1]王暉.鋼結構焊縫超聲波檢測對缺陷定性淺析[J].建筑工程技術與設計，2019（35）：4027.

[2]訾富坤.鋼結構焊縫超聲波檢測對缺陷定性淺析[J].居業，2019（2）：81，83.

[3]高險峰.鋼結構焊縫超聲波檢測對缺陷定性淺析[J].中國設備工程，2018（19）：108-109.