大型結構件鋼板在對接焊時,由于焊接工藝復雜,在焊縫內易產生裂紋、未焊透、夾渣及氣孔等缺陷,尤其嚴重的是,由于焊接過程中焊件受到局部加熱和冷卻，使晶間組織不均，引起膨脹，導致焊縫和母材連接處產生強大熱應力，當應力達到材料本身不能承受的程度時,鋼板焊縫就會產生裂紋或延遲裂紋缺陷。為此，需要探傷人員具有斜角探傷的理論和實踐經驗及熟練的操作技藝,同時還要具備高度的責任心,在檢測每個工件時，都必須先了解焊接工藝方法和易產生缺陷的部位,并對出現的反射波形具有綜合分辨能力，只有這樣才能保證被探工件內部質量。通過較長期的實踐,我們摸索出檢測焊縫橫向裂紋缺陷的一些方法。

1　探傷原理及方法選擇

1.1　探傷原理

超聲波在焊縫內傳播時,焊縫中所傳播的聲程在儀器熒光屏時間掃描軸線上顯示出來，并給予限制,一般選擇的聲程應全部覆蓋焊縫，這樣如果焊縫內有缺陷，熒光屏上即產生缺陷反射回波(圖1)。

　　1.2　儀器探頭及方法選擇

采用A型脈沖反射式超聲波探傷儀,要求儀器性能指標應符合ZBJ 04001-1987專業標準規定和技術條件要求,探頭采用單斜探頭,方法選用直接接觸法,探頭晶片尺寸、頻率、折射角、儀器探頭組合靈敏度要求見表1。

探測頻率高,則聲束指向性好,便于發現和分辨微小缺陷,折射角的選擇應使探頭與焊縫距離盡可能小,而且聲束方向應盡可能與缺陷最大反射面垂直,探頭tgΒ值的測定應在2N以外進行。焊縫探傷一般采用橫波多次反射法進行。

2　對接焊縫橫向裂紋的檢測方法

對接焊縫通常采用多次反射法探傷(圖2)。超聲波束垂直于焊縫的方向進入工件,探頭在前后移動時須作鋸齒形掃查,此方法只能探測出與波束垂直的缺陷,不適于焊縫中與波束平行的橫向裂紋的檢測。

　　一般來說,來自裂紋的回波較高且尖銳,為探出焊縫橫向裂紋應選用角度盡可能大的探頭,并使聲束盡可能平行于焊縫,沿焊縫縱軸作單探頭掃查;在焊縫余高磨平后,掃查可以在焊縫表面進行,采用雙探頭探測,將角度相同的發射和接收探頭分別置于焊縫縱軸的兩側,使超聲波聲束相交于焊縫中心平面。具體的幾種探測方法介紹如下。

2.1　斜平行掃查法

為了探測出帶余高焊縫中的橫向裂紋,探頭應與焊縫軸線成一個小角度或以平行于焊縫軸線方向移動。

2.2　去掉焊縫余高后掃查方法

如果焊縫余高已磨平,在焊縫上探測是檢查橫向裂紋的極為有效的方法,可采用在焊縫上直接掃查的方式(圖3)

　　2.3　用雙探頭橫跨焊縫掃查法

將兩個斜探頭放在焊縫兩側(圖4),此時探頭發射波束都經母材底面反射后達到焊縫上表面,可探測出表面橫向裂紋。

3　缺陷的判別

以上介紹了用超聲檢測焊縫中橫向裂紋的幾種方法,值得一提的是在焊縫探傷中,假缺陷反射波信號同樣也是干擾缺陷判別的一個問題,為解決此問題介紹以下兩種鑒別方法。

焊縫探傷中常在熒光屏上出現非缺陷信號,這些信號往往是由焊縫余高或焊縫兩側凹陷和疤痕所形成的反射信號,如不正確判別往往可能誤判,造成一些不必要的浪費。在解決這個問題時要特別精確地確定聲程距離,根據水平位置來確定深度,以此來判斷是否是缺陷反射波。

(2)若可以直接接觸,用手沾上耦合劑輕輕拍打焊縫兩側,如果熒光屏上被認為是缺陷反射波的信號出現跳動,則說明這個信號是邊角反射信號,而非缺陷信號。

斜平行檢測

4　實際探傷中的應用

綜上所述,在實際探傷中,對不同板厚的橫向裂紋缺陷應采用不同的方法。

(1)當板厚<12mm時,用70°探頭進行一次掃查,缺陷的檢出率比較高。但應注意探頭在作斜平行掃查時,聲束與焊縫軸線的夾角不應>45°。

(2)當板厚>12mm時,只用70°探頭掃查橫向缺陷則顯得不夠,特別是靠近上表面的缺陷容易漏掉。可根據板厚和聲程選擇小角度探頭,配合70°探頭進行全方位掃查。

實際探傷得到的缺陷檢出率如表4所示。

　　5　結束語

用上述各種方法,結合一定的實踐經驗,就可有效地對焊縫中橫向裂紋進行探傷,并能準確測定缺陷的位置,從而滿足現行生產制造的要求。

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