焊接接頭超聲波檢測(cè)

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1、第 9 章 焊接接頭超聲波檢測(cè) 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(cè)與超聲波檢測(cè) 方法。 而對(duì)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(cè)的靈敏度高于射線檢測(cè)。焊縫采用超聲波檢測(cè)時(shí) , 為了合理 地選擇檢測(cè)方法和檢測(cè)條件， 為了保證檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性， 不但 要求無(wú)損檢測(cè)人員具備熟練的超聲波檢測(cè)技術(shù)， 而且要求無(wú)損檢 測(cè)人員了解焊接的基本知識(shí)，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(wú)損檢測(cè)人員才能針對(duì)不 同的焊接接頭，采用合理的檢測(cè)方法，獲得正確的檢測(cè)結(jié)果。 9.1

2、 焊接加工及常見(jiàn)缺陷 特種設(shè)備加工過(guò)程中， 常用的焊接方法有 手工電弧焊、 埋弧自動(dòng) 焊、氣體保護(hù)焊和電渣焊 等。 焊接過(guò)程實(shí)際上是一個(gè)冶煉和鑄造的過(guò)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(guò)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(guò)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)焊是利用僦氣或二氧化碳等氣體作保

3、護(hù)層。 1 金屬熔化焊焊接部位的總稱(chēng)叫焊接接頭，包括 焊縫、熱影響區(qū) 和臨近母材。 焊接接頭等幾種。對(duì)接接頭常用T型及搭接焊接接頭的形式主要 有對(duì)接、角接、形接頭常見(jiàn)于壓力容 T于板材和管道的焊接，角 接接頭常用于箱型部件的邊角焊接， 器內(nèi)外部輔助結(jié)構(gòu)與殼體的 焊接及燃油燃?xì)忮仩t（臥式內(nèi)燃鍋爐）爐膽與管板的焊型焊接接 頭也T需要進(jìn)行超聲檢測(cè)的焊接接頭主要是對(duì)接形式的 ，角焊縫 形式和接；經(jīng)常遇到。 ^二二二 OO a) b) c) 口 匚［二 Qa d) c) f) a)直邊 b) V形 c) X形 d) U形 —單V形 f) K形 焊接接頭常見(jiàn)的坡口形式圖 9.1 根

4、據(jù)板厚、焊接方法、接頭形式和要求不同，可采用不同的坡口 形式，坡口形式 等。如圖型9.1所示KVUX混（直邊）主要有 I 、型、型、型、單型及 焊縫中常見(jiàn)缺陷有 氣孔、夾渣、未焊透、未熔合與裂紋 等。 2 9.2 鋼制承壓設(shè)備對(duì)接焊接接頭的超聲檢測(cè) 9.2.1 對(duì)接焊接接頭超聲檢測(cè) JB/T4730.3-2005 標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定，鋼制承壓設(shè)備對(duì)接焊接接頭的超 聲檢測(cè)技術(shù)等級(jí)分為A、B、C三個(gè)檢測(cè)級(jí)別。超聲檢測(cè)技術(shù)等級(jí) 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(jí)檢測(cè) A 級(jí)檢測(cè)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(cè)。其技術(shù)要求

5、如下： 適用于母材厚度為8mnr46mmi勺對(duì)接焊接接頭?？捎靡环NK值探 頭采用 直射波法和一次反射波法 在對(duì)接焊接接頭的 單面單側(cè) 進(jìn) 行檢測(cè)。一般 不要求進(jìn)行橫向缺陷的檢測(cè) 。 2. B 級(jí)檢測(cè) B 級(jí)檢測(cè)技術(shù)適用于 一般承壓設(shè)備對(duì)接焊接接頭 的檢測(cè)。其 技術(shù)要求如下： 1)母材厚度為8m什46mm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(duì)接焊接接頭的 單面雙側(cè)進(jìn)行檢測(cè)，如圖 9.2 (a)所示。 2)母材厚度大于46mm- 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(cè)，如受幾何條件限制，也 可在焊接接頭的 雙面單側(cè)或單面

6、雙側(cè)采用兩種 K值探頭進(jìn)行檢 測(cè)。 3)母材厚度大于120mmi 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(cè)。兩種探頭的折射角相 差應(yīng)不小于10 ,如圖9.2(b)所示。 3 單面雙側(cè)檢測(cè)示意9. 圖9.2（b） 雙面雙側(cè)檢測(cè)示意圖使探頭與焊接接頭。檢測(cè)時(shí)， 可在焊接接頭 兩側(cè)邊緣橫向缺陷的檢測(cè) 4）應(yīng)進(jìn)行焊余高磨平， 探頭應(yīng)在10?20角作兩個(gè)方向的斜平行掃查。如焊接接頭 中心線成 接接頭及熱影響區(qū)上沿著焊縫作正反兩個(gè)方向的平行 掃查。級(jí)檢測(cè)3.C級(jí)檢測(cè)時(shí)應(yīng)將焊接 C級(jí)檢測(cè)技術(shù)適用于重要 承壓設(shè)備對(duì)接焊接接頭檢測(cè)。采用 C o

7、其技術(shù)要求如下：接頭 的余高磨平直射波法和一次反射波 K值探頭采用）母材厚度為 18mm46mm寸，一般用 兩種10 ,其中一進(jìn)行檢測(cè)。兩種探頭 的折射角相差應(yīng)不小于法 在焊接接頭的單面雙側(cè)。個(gè)折射角應(yīng) 為45在焊接探頭采用直射波法值400mrm）母材厚度大于46mm 至?xí)r，一般用兩種Ko對(duì)于單側(cè)坡口角10接頭的雙面雙側(cè)進(jìn)行 檢測(cè)。兩種探頭的折射角相差應(yīng)不小于 如有可能應(yīng)增加檢測(cè)與坡 口表面平行缺陷的有效檢測(cè)方法度小于 5的窄間隙焊縫， 串 列式掃查（如）。4 3）應(yīng)進(jìn)行 橫向缺陷 的檢測(cè)。檢測(cè)時(shí)，將探頭放在 焊縫及熱影響 區(qū)上沿著焊縫作兩個(gè)方向的平行掃查 。 4）對(duì)于C級(jí)檢測(cè)，斜探頭

8、掃查聲束通過(guò)的 母材區(qū)域，應(yīng)先用直 探頭檢測(cè) ， 以便檢測(cè)是否有影響斜探頭檢測(cè)結(jié)果的分層或其他種 類(lèi)缺陷存在。該項(xiàng)檢測(cè) 僅作記錄 ，不屬于對(duì)母材的驗(yàn)收檢測(cè)。 母材檢測(cè)的要點(diǎn)如下： 檢測(cè)方法：接觸式脈沖反射法，采用頻率2MHz- 5MH卻直探頭， 晶片直徑10mmr 25mm 檢測(cè)靈敏度： 將無(wú)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(hào)幅度超過(guò)顯示屏滿刻度 20%的部位，應(yīng)在工件表面作 出標(biāo)記，并予以記錄。 檢測(cè)條件的選擇 檢測(cè)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%的一段區(qū)域， 這個(gè)區(qū)域 最小為 5mm ， 最大為 10mm，

9、 如圖 9.3 所示。 位置1 位置2 檢測(cè)面 檢測(cè)區(qū) 檢測(cè)區(qū)域和探頭移動(dòng)區(qū)域圖9.。 檢探頭移動(dòng)區(qū)域應(yīng)清除 焊接飛濺、氧化皮、 銹蝕、凹坑、油垢及其他雜，一值應(yīng)小于或等于6.3 表面應(yīng)平 整，便于探頭的掃查移動(dòng)，具表面粗糙 砂輪機(jī)、鋰刀、噴砂機(jī)、 鋼絲刷或砂等對(duì)檢測(cè)面進(jìn)行打磨修整應(yīng)使用 ：（即2.5KT） 1.采 用一次反射法 檢測(cè)時(shí)，探頭移動(dòng)區(qū)應(yīng)大于或等于 1.25P 或 P=2Ttan B P=2KT mm；式中：P 跨距，；母材厚度，T mm 值；探頭K K—— ）（B——探頭折射角，o O0.75P時(shí)，探頭移動(dòng)區(qū)應(yīng)大于或等于（即1.5KT） 直射法2.采

10、用 去除余高的焊縫， 應(yīng)將余高打磨到與鄰近母材平齊。 保留余高的 焊縫， 如果焊縫表面有咬邊、 較大的隆起和凹陷等也應(yīng)進(jìn)行適當(dāng) 的修磨，并作圓滑過(guò)渡以免影響 檢測(cè)結(jié)果的評(píng)定。 焊接接頭區(qū)域的危害性缺陷， 特別是延遲裂紋， 是構(gòu)件在焊后冷 卻到室溫時(shí)所產(chǎn)生的裂紋， 有的具有延遲現(xiàn)象， 它并不是在構(gòu)件 焊后立即產(chǎn)生，通常是在焊后數(shù) 6 小時(shí)或者更長(zhǎng)時(shí)間產(chǎn)生。 而檢測(cè)必須在延遲裂紋產(chǎn)生后進(jìn)行。 因 此， 把握好焊后的檢測(cè)時(shí)機(jī)， 對(duì)防止延遲裂紋的漏檢是十分重要 的。 對(duì)于一般材質(zhì)的焊接接頭， 檢測(cè)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)

11、力比較 大、有延遲裂紋傾向的材料，焊后實(shí)施檢測(cè)時(shí)間應(yīng)適當(dāng)延長(zhǎng)； 低合金高強(qiáng)鋼 焊接構(gòu)件， 檢測(cè)時(shí)機(jī)一般規(guī)定在焊完 24 小時(shí)以后 ； 對(duì)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(cè)的時(shí)間可以延長(zhǎng)至 5-7 天以后 。 上述規(guī)定也適合于 焊縫返修以后的檢測(cè) 。 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(dòng)檢測(cè)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(cè)。 從超聲波傳播特性來(lái)看，使用 甘油 效果比較好， 機(jī)油、變壓器油 和化學(xué)漿糊

12、差別不大。 不過(guò)后者有較好的粘性， 可以用于任意掃 查方式和檢測(cè)位置的檢測(cè)， 并且同甘油一樣具有水洗性。 但在檢 測(cè)過(guò)程中要防止 化學(xué)漿糊 過(guò)快地干燥， 以保證探頭與被檢測(cè)面之 間始終有濕潤(rùn)的耦合劑以便取得良好的耦合接觸， 并且其對(duì)工件 具有一定的腐蝕性。 纖維素是后來(lái)被經(jīng)常采用的耦合劑， 根據(jù)檢 測(cè)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(cè) 的需要，但其對(duì)工件也有一定的腐蝕性。 注意，在調(diào)試儀器和實(shí) 際檢測(cè)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 7 及 JB/T

13、10061-1999 標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。 2. 超聲探傷儀的幾個(gè)主要指標(biāo)，如 水平線性、垂直線性、動(dòng)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)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(cè)中一個(gè)很重要的參數(shù)。 焊接接頭超聲檢測(cè)選 用何種頻率，要考慮下述因素： 被檢測(cè)面的粗糙度、 材質(zhì)、 晶粒大小、 超聲的穿透能力、 分辨力、 檢測(cè)精確度、檢測(cè)速度 等因素。 關(guān)于焊接接頭檢測(cè)推薦表 9.1所列頻率供讀者參考。 表9.1 焊接接頭檢測(cè)推薦頻率 母材厚度（mm）,探頭為保證聲 束能掃查到整個(gè)即當(dāng)探頭前沿緊 貼焊縫邊緣時(shí)，如

14、圖焊角。值大的 探頭，或者同時(shí)采用較大和較小的 兩種所列為焊 KK 值 探 頭 聯(lián) 合 檢 測(cè)。 表 50 Wt所示，主聲束應(yīng)掃查到遠(yuǎn)離 探頭的焊縫下9.4 50 V 75 t< 75 t〉 晶粒粗大的鑄件和奧氏體鋼焊縫 頻率M2.52.52.52.01.0 2.探頭晶片選擇中厚板、厚板焊接接頭檢 測(cè)，若被檢測(cè)面很平整，使用大晶片探頭進(jìn)行檢測(cè)也能達(dá)到良好 的接觸，在此種情況下，為了提高檢測(cè)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(cè)，為了使探頭與被檢測(cè)面之間很好的接觸， 以達(dá) 到良好的耦合效果，應(yīng)選擇晶

15、片尺寸較小的 探頭。8 探頭K值選擇 探頭K值的選擇應(yīng)遵循以下三方面原則 1 .使斜探頭的聲束能掃查到整個(gè)檢測(cè)區(qū)截面； 2 .使斜探頭的聲束中心線盡量與該焊縫可能出現(xiàn)的危險(xiǎn)性缺陷 垂直； 3 .盡量采用一次波判別缺陷，減少誤判弁保證有足夠的檢測(cè)靈敏 度。 K值計(jì)算示意圖圖9.4焊縫檢測(cè)焊接接頭超聲檢測(cè)要求探頭聲束具有 良好的指向性、較高的接收靈敏度、始波 值。值）小以及合適 的占寬小、雜波少、探頭的前沿尺寸（LK值的選擇最低必須滿 足下述要求，檢測(cè)區(qū)截面值應(yīng)滿足下式：為保證直射波與一次 反射波能掃查到整個(gè)檢測(cè)區(qū)截面，K b La >)K (9.2 oT K在實(shí)

16、際檢測(cè)時(shí)所選的探頭值，應(yīng)盡量大于上述值。 b對(duì)于單 面焊、上述可以忽略不計(jì)，則：9 (9.3) ot 備注：以上公式只有當(dāng) L）焊縫的熱影響區(qū)寬度（5?10mm時(shí) 適用，當(dāng)LW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。 oK值可根據(jù)工件的厚度 來(lái)選擇。薄板焊接接頭超聲檢測(cè)為避免近場(chǎng)區(qū)的影響， 提高定位 定量精度，一般采用大K值探頭。大厚度焊接接頭檢測(cè)為縮短聲 程、減少衰減、提高檢測(cè)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(cè)，盡管兩者檢測(cè) 靈

17、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9.2接接頭檢測(cè)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如圖9.5所小。 9.5 CSK-IA 標(biāo)準(zhǔn)試塊上測(cè) 量圖 (9.5) 入射點(diǎn)至探頭 前沿的距離式中f： Loiiohh 12 K值 6?25 3.0 ?2.0 (71.5 ?634 ) > 25 ?46 2.5 ?1.5 (68.2 ?56.3 ) > 46 ?120 2.0 ?1.0 (63.4 ?450 ) > 120 ?400 2.0 ?1.

18、0 (63.4 ?450 ) 試塊的準(zhǔn)備 超聲儀器性能的測(cè)試、探頭性能的測(cè)試、探頭與儀器組合性能的 測(cè)試以及距離一波幅曲線的繪制等， 都離不開(kāi)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(duì)比試塊， JB/T4730.3-2005標(biāo) 準(zhǔn)規(guī)定采用CSK-IA、CSK-n A、CSK-m A以及CSK-IV A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10 用該標(biāo)準(zhǔn)指定的試塊。 A目前檢測(cè)焊接接頭的超聲探傷儀，不管是模擬式或是數(shù)字式仍 然以眾所周知，型脈沖顯示為主。呈現(xiàn)在儀器時(shí)基掃描線上的回 波，不僅有缺陷同波，而且還有各種干擾同波，比較復(fù)雜，判

19、斷 較困難。因此，為了識(shí)別真?zhèn)稳毕荩仨殞?duì)探頭進(jìn)行 校核；對(duì) 儀器時(shí)基掃描線比例（掃描速度）進(jìn)行校準(zhǔn)，以便對(duì)各種反射波 準(zhǔn)確定位。 CSK-IA標(biāo)準(zhǔn)試塊上測(cè)量1.圓R10025mrffi的檢測(cè)面上涂布耦合 劑，然后將探頭在首先在 CSK-IA標(biāo)準(zhǔn)試塊弧面的圓心附近前后 平穩(wěn)地移動(dòng)，找到圓弧面的最高反射波（此時(shí)說(shuō)明探頭入射點(diǎn)， 則LR100mn弧端面距離與 R100圓弧面的圓心重合）。用鋼板尺 測(cè)量探頭前沿至。0.5mmj）入射點(diǎn)至探頭前沿的距離為 L （入射 點(diǎn)測(cè)量應(yīng)進(jìn)行三次，取平均值，誤差V 0 O 00 ^1 L 圓弧端面距離的測(cè)量值 L ——探頭前沿至 R100m

20、m 當(dāng)主聲束掃查至圓弧面孔的圓弧面平穩(wěn)地前后移動(dòng)， 將探頭的前 沿對(duì)準(zhǔn)①50mm圓弧面的最高反射波， 此時(shí)測(cè)量探頭前沿至試塊 0且其延長(zhǎng)線通過(guò)圓心時(shí)，找到 ①5值的大小，即：求出 K端部 距離L，,就可以利用公式 9.6 35 LL 9.6） （ o K30，L——探頭前沿至左端面距離的測(cè)量值式 中：L——入射點(diǎn)至探頭前沿的距離 值測(cè)量也應(yīng)進(jìn)行三 次，取其平均值，誤差V 0.01K?0.7 （K值為可以測(cè)定折射角為 A 位置附近用孔測(cè)量時(shí)，35?60當(dāng)探頭置于；1.73）?1.73K 值為60?75 （位置附近用孔測(cè)量時(shí)，當(dāng)探頭置于 B可以測(cè) 定折射角為；3.73）?值為3.73

21、800 （KC當(dāng)探頭置于位置附近 用孔測(cè)量時(shí)，可以測(cè)定折射角為75?）；5.67小時(shí)測(cè)量一次， 以保證檢測(cè)過(guò)程中入射點(diǎn) 4在檢測(cè)時(shí)間較長(zhǎng)的情況下，應(yīng)每隔值 的準(zhǔn)確性。測(cè)量時(shí)如室溫與現(xiàn)場(chǎng)條件下的溫度相差較大時(shí)， 應(yīng)該 在檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)K及 進(jìn)行測(cè)量，盡量減少誤差。 標(biāo)準(zhǔn)試塊上測(cè)量田 ACSK-深的孔，前后左右移動(dòng)探頭，找出其最高波，測(cè)量探頭前 20mn#探頭首先對(duì)準(zhǔn)深的孔，前后左右移動(dòng)探頭，找出其最， 再將探頭對(duì)準(zhǔn)40mm&至試塊端部的距離Li （用其他深度的孔也 可，但不可以使用下L,高波，測(cè)量探頭前沿至試塊端部的距離 2值分別為：列公式）則探頭的前沿長(zhǎng)度和 K探頭前沿為 402 LLL + 1

22、O212 LL i2 K20 0.5mm。入射點(diǎn)測(cè) 量應(yīng)進(jìn)行三次，取其平均值，誤差〈此圖為了 40mm菜的孔分別 表達(dá)直觀將兩孔畫(huà)在了試塊一端。 位于試塊的兩端，下圖為示意圖， 20mm菜的孔和注: 雙孔測(cè)定探頭前沿及 K值的示意圖 m L Lh 由相似三角形 的相似比得: 101 m hLL 202 值的值h=20, h將基準(zhǔn)孔的深度整理后得: LhhL代入，即=40數(shù) mi2i2 L21 果?？傻? 到上述公式的 結(jié) 時(shí)基掃描線（）校準(zhǔn)的方法儀器掃描速度 使用標(biāo) 準(zhǔn)試塊，選擇標(biāo)準(zhǔn)試塊上兩個(gè)反射體， 弁根據(jù)兩個(gè)反射體回波或 一個(gè)反 射體的兩次回波進(jìn)

23、行調(diào)節(jié)。）標(biāo)準(zhǔn)試塊校準(zhǔn)儀器掃描速度 （時(shí)基掃描線ACSK-CSK-IA下面介紹標(biāo)準(zhǔn)試塊和m 的方法。 CSK-IA標(biāo)準(zhǔn)試塊調(diào)節(jié)法13 聲程比例 水平距離比例 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 田』〔FS一費(fèi)喂悔到住血極東京甜 1發(fā)射撞座2接收插座口一I：作方式選棒4發(fā)射強(qiáng)度5一亞瑞痛底制6址制在M器 7一握制可增白，一定超漆標(biāo)】小 示波TT 11一電光罩12-#* 1?一用管他咽 14一探度地朝15 豚中稀位16一中.HB電壓指術(shù)科l7--tiWJr K 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

24、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 14 CSK-m A標(biāo)準(zhǔn)試塊校準(zhǔn) K2水平1 : 1 ① 20mm 深孔的反射波位置在 2 X 1 x 20mm=40mm ,即顯示屏 水平刻度的 40 處。 深度范圍深度微調(diào)脈沖移位（水平位移） 調(diào)節(jié)過(guò)程： 模擬儀器 最高波波峰位置對(duì)應(yīng)的水平刻度值 距離—波幅曲線的繪制及檢測(cè)靈敏度選擇 儀器面板曲線坐標(biāo)曲線 實(shí)測(cè)繪制完成后 實(shí)際檢測(cè)儀器系統(tǒng)靈敏度校準(zhǔn)后， 針對(duì)不同母材厚度的焊縫進(jìn)行 檢測(cè)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(duì) JB/T4730.3-2005標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定如表9.3。也就是說(shuō)，在實(shí)際

25、檢測(cè)距離 —波幅曲線繪制完成后實(shí)施檢測(cè)之前， 必須對(duì)儀器的 增益狀態(tài)值 進(jìn)行設(shè)定， 以確保實(shí)際檢測(cè)過(guò)程符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求， 有效避免檢 測(cè)過(guò)程中基準(zhǔn)靈敏度未設(shè)定而使缺陷漏檢。 距離—波幅曲線應(yīng)按 所選用的探頭和儀器在試塊上實(shí)測(cè)的數(shù)據(jù)繪制而成， 該曲線族由 評(píng)定線、定量線和判廢線組成。評(píng)定線與定量線之間（包括評(píng)定 線）為I區(qū)，定量線與判廢線之間（包括定量線）為n區(qū)，判廢 線及其以上區(qū)域?yàn)樘飬^(qū)，參見(jiàn)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(cè)范圍內(nèi)的評(píng)定線靈敏度不 得低于顯示屏滿刻度的20%。 15 (RL) (SL) (EL)

26、 波幅曲線的靈敏度選擇距離一120mm6mm A n csk- 6 A mcsK- 8 大于 120mni1 400mm 17來(lái)說(shuō)， 在面板上 無(wú)論是直 接繪制或 者分段繪 制，由于起 點(diǎn)高（一般 對(duì)是屏幕 高度的現(xiàn) 67.0dB）調(diào) 節(jié)掃描速度 時(shí)，應(yīng)采用深 度定位法來(lái)確 定缺陷的位 置。若9.22 6dB圖遠(yuǎn)探頭側(cè)有 焊角回波示意所 示。9.27 。法測(cè)量 缺陷指示長(zhǎng) 度示意圖圖 9.25 近 探頭側(cè)無(wú)焊 角回波示意 較多較高 的雜波訊 號(hào)，此時(shí)不 利于I區(qū) 缺陷的判 定和分析，

27、 從而給檢 測(cè)帶來(lái)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。18 (4) 儀器對(duì)應(yīng) 增益值為 焊接接頭 超聲檢測(cè) 要取得準(zhǔn) 確的結(jié)果， 必須保證 其具有良 好的耦合 條件，包括 如下幾方 面：“B”點(diǎn)  和“ C點(diǎn) 附近，前后 左右緩慢 地移動(dòng)，使 回波呈現(xiàn) 最高波幅， 弁用色筆 予以標(biāo) 記；）b連接 上述4.所 示；將耦合 劑涂布在 焊縫邊緣， 在耳、改變 儀器靈敏 度的條件 下，將上述 兩個(gè)探頭 5. 22 所示。探 頭在前后 移動(dòng)的范  圍內(nèi)應(yīng)保 進(jìn)行掃查， 如圖9.17 米用。?證 掃查到全 部焊接接

28、 頭截面，在 保證探頭 垂直焊縫 作前后移 動(dòng)的同時(shí)， 還應(yīng)作 1023 2.1 ) 缺陷具有 方向性，在 焊接接頭 一側(cè)檢測(cè) 不到,而在 另一側(cè)卻 能檢測(cè) 到；)在 焊接接頭  一側(cè)掃查 缺陷同波 幅度很低， 而在另一 側(cè)掃查缺 陷回波幅 度很高；2 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； 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(cè)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(duì)接 焊接接頭 中的橫向 裂紋是完 全能夠

29、發(fā) 現(xiàn)的。25模 擬機(jī)（當(dāng) 儀器按端 點(diǎn)6dB2.法 測(cè)定其指 示長(zhǎng)度，如 圖可以適 當(dāng)降/一 下靈敏度， 當(dāng)端點(diǎn)缺  陷回波幅 度超過(guò)顯 7K屏滿刻 度難以觀 察時(shí)，30 , 測(cè)得的值 一般比實(shí) 際尺寸要 長(zhǎng)得多。但 對(duì)粗細(xì)不 均勻兩端 很細(xì)的長(zhǎng) 缺陷（如裂 紋）則可測(cè) 得與實(shí)際 尺寸比較 接近的值。 在 JB/T4730. 3-2005 缺 陷，認(rèn)為有 必要記錄  時(shí)，可以將 探頭沿缺 陷長(zhǎng)度方 向平行移 動(dòng)，當(dāng)缺陷 回波高度 31 9.24 圖 超聲檢測(cè) 對(duì)接焊接 接頭時(shí)，有 時(shí)會(huì)在示 波屏上出 現(xiàn)像“山” 字一樣三 個(gè)回波，這 三個(gè)回波

30、 會(huì)隨探頭 的移動(dòng)同 時(shí)出現(xiàn)，同 時(shí)起降，有 時(shí)還會(huì)有 兩個(gè)波或 三個(gè)以上 的波同時(shí) 出現(xiàn)，這就 是所謂的 這三個(gè)回 波會(huì)隨探 頭的移動(dòng) 同時(shí)出現(xiàn)， 同時(shí)起降， 用手34最 大反射波 幅度等）如 圖 根據(jù)記錄 中缺陷的 數(shù)量、缺陷 的指示長(zhǎng) 度、最大回 波幅度等， 與驗(yàn)收等 級(jí)中的數(shù) 據(jù)進(jìn)行比 較，分出缺 陷等級(jí)進(jìn) 行評(píng)定，合 格或不合 格。35 A CSK-IV 100%80%r 法（端點(diǎn)半 波高度法） ,所以在采用 評(píng)定線靈敏度 進(jìn)行檢測(cè)時(shí)， 會(huì)在顯示屏上 呈）9.27 圖缺陷 有關(guān)數(shù)據(jù)記錄草圖示 音 注：d為橫孔直徑，

31、見(jiàn)JB/T473032005標(biāo)準(zhǔn)表17。 三點(diǎn)，此即超 聲波在試塊中的衰減曲線，如上圖、、ABC ,采用端點(diǎn)區(qū)（即介 于評(píng)定線與定量線之間）的標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定，位于 I 1檢測(cè)橫向缺陷時(shí),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(píng)定線、定量線、判 廢線的基準(zhǔn)反射16 體當(dāng)量進(jìn)行選擇。 2為探頭與工件接觸面寬度：環(huán)縫檢測(cè)時(shí)為探頭寬度，縱縫檢測(cè) 時(shí)為探/4 WR< W頭長(zhǎng)度2dB表面耦合損失和材質(zhì)衰減 掃查靈敏 度不低于最大聲程處的評(píng)定線靈敏度。 波幅曲線繪制方法距離 ——波幅曲線的繪制方法及分析距離注意：在調(diào)節(jié)相應(yīng)靈敏度 曲線時(shí)，檢測(cè)工作進(jìn)行距

32、離一波幅模擬儀器圓滑過(guò)渡 前，必須加上靈敏度試塊和工件之間的耦合差補(bǔ)償值。 0 a) 10  JQO% 300% xdB42dB 皿一6起 等）檢測(cè)，時(shí)基掃描線采用深? 120mm ?46mm、>46>15 較厚焊 接接頭（例如等比例，在面板上直接繪制一條曲線，為防止曲線 在檢測(cè)2或1.251:度1: 1、1:的方法，在面板上繪制二段或 分段繪制范圍內(nèi)低于顯示屏滿刻度的 20%,可以采用9.11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b ）所示。（（a）、 在顯示屏上繪制的多段距離一波幅曲線圖 AidS__ -bdB *

33、 lOdK kJ > ^0- UOmin -iMlli -OdB * IQdB \ -(MB \ * lOdB 9.11波幅曲線的特點(diǎn)及應(yīng)用 情況2.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(jiǎn)單，使 用方便，距離一 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。目前獲得了廣泛的應(yīng)用。 模擬儀器 數(shù)字式超聲探傷儀距離—波幅曲線的繪制， 目前， 由于不同型號(hào) 的數(shù)字超聲波探傷儀， 其操作方法有所不同， 國(guó)內(nèi)尚無(wú)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(shí)到 : 凡是提及靈敏度必然涉

34、及 三個(gè)要素 , 一是 基準(zhǔn)反射體的當(dāng)量 , 二 是 反射體檢測(cè)聲程 , 三是 反射體基準(zhǔn)波高 。這三個(gè)要素可直接表 示為三個(gè)參數(shù)， 當(dāng)此三個(gè)參數(shù)集中體現(xiàn)在超聲探傷儀上時(shí)， 儀器 必然有一個(gè) 增益狀態(tài)分貝示值 與之相對(duì)應(yīng)， 我們稱(chēng)這個(gè) 對(duì)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(gè)基準(zhǔn)靈敏度， 這個(gè)基準(zhǔn)靈敏度可以是一條線， 也可以 是一個(gè)點(diǎn)，在此我們分別稱(chēng)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(duì)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(duì)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(wú)論靈敏度基準(zhǔn)線與

35、靈敏度基準(zhǔn)點(diǎn)， 均有其對(duì)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(guò)已知基準(zhǔn) 靈敏度的 四個(gè)參數(shù) ， 利用查曲線或計(jì)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(gè)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(cè)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-m A試塊上①1 X 6短橫孔 對(duì)儀器進(jìn)行靈敏度校準(zhǔn)，得到一條① 1X6靈敏度基準(zhǔn)線，如圖 9.12所示。 19 通道001 l-HI IIH-illl f -IIIIIKIIIII^lllll- -I

36、 抑蒯口口才 哥恭評(píng)迄二 連嬖傳送 0 002 傳送伊波 0 0 1 增益 61,1 cAB . 0 4 30 . 0 SL *4■。 1^1 回i 0.0 ID 動(dòng)態(tài)傳送 回i 0…乳.UH 連嬖傳送 0U25 空F國(guó)q I傳送傷波 0 0 1 數(shù)字超聲波距離一波幅面板曲線圖 9.13 X圖9.12①16靈敏度基 準(zhǔn)線9.13判廢線，再輸入耦合補(bǔ)償值，如圖第二步：經(jīng)參數(shù)輸入 得到評(píng)定線、定量線、 所示。 通道口。1 抑制ng 增 #(?.!? 方7.口 口 E ? 10.0 IIIKMII IIMJIiaMlMlliaM ■■■

37、■■11 \ 99.1 4r 40.0 L* dB 20.0 40 0 動(dòng)態(tài)傳送 連柒傳送 0 Q 0 5 i傳送俳渡 0 0 0 1 \ tail lll■■lll mi mini miiiiaiiini n TiThTi iih mi nil ini iiii iiu n? iiiiniiniHiiiiini 靈敏度設(shè)定后的距離一波幅面板曲線圖 9.14 第三步：掃查靈敏度不低于最大聲程處的評(píng)定線靈敏度。 這里靈 敏度四參數(shù)分 別為：9dB; 6準(zhǔn)反射體評(píng)定當(dāng)量尺寸⑴ 基①1 X—；⑵最大檢測(cè)聲程處深度 40mm⑶基準(zhǔn)波高為20% 20 在超聲檢測(cè)探頭

38、移動(dòng)部位， 必須要有良好的表面粗糙度。 對(duì)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(méi)有脫 離，可以不用打磨）。通過(guò)耦合探頭能平滑地移動(dòng)。 必須強(qiáng)調(diào)指出，不允許用提高補(bǔ)償量的辦法來(lái)放寬表面粗糙度要 求而達(dá)到檢測(cè)目的。 值得注意的是，為了保證檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性， 儀器調(diào)試和實(shí)際檢 測(cè)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(duì)比試塊的檢測(cè)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

39、 .在對(duì)比試塊上找出最大回波，記錄其波幅 H (dB)。i4.在受檢 工件上(不通過(guò)焊接接頭)，同樣測(cè)出接收波最大反射波，記錄 其波幅值H2 (dB)o如圖9.15 (b)所示。 5.傳輸損失差△ V按下式計(jì)算： △ V =H—H-△一△ (9.(9) 2211 式中: ———不考慮材質(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1式201g(S/S)計(jì)算或從探頭的距離一波幅曲線上 查得，dB; 12S——在對(duì)比試塊中的聲程， mm 1S——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?！?/ S- 222221 t

40、c) 為對(duì)比試塊的材質(zhì)衰減系數(shù)。a a為工件母材的材質(zhì)衰減系數(shù), a S,其中，1211 9.16 聲能損失差簡(jiǎn)易測(cè)量法 9.15 聲能損失差測(cè)量示意圖 圖圖 或CSK-n A要求：加工一個(gè)相應(yīng)厚度的平板試塊， 具材質(zhì)和表面 粗糙度應(yīng)和 m A試塊相同。CSK在試塊表面放置探頭處涂布耦 合劑，然后選擇兩個(gè)相同參數(shù)的探頭相對(duì)放置 1. ）所示。用重 塊壓住發(fā)射探頭，a,如圖9.16 （在試塊上（儀器工作方式為一 發(fā)一收） 左右。改變接收探頭的位置，使兩探頭入射點(diǎn)之間距 約為 1.0P 使呈現(xiàn)在顯示屏上的回波幅度達(dá)到最大值，將接收探 頭前后左右緩慢地移動(dòng)， 2. 的位置， 此時(shí)

41、將回波端部位置用彩色 筆予以標(biāo)記，記作“ A并調(diào)整在滿屏高度80%dB值。點(diǎn)，并記 下此時(shí)的值不變的情況下， 再用和上述相同的方法， 將接收探頭 分別移動(dòng)到dB3.在保9.16 移至焊縫邊緣相對(duì)放置，用重塊壓住發(fā)射探頭，移動(dòng)接收探頭， 使兩個(gè)探頭入射點(diǎn)之間距為 1.0P,如上圖9.16 （c）所示； 6. 前后、 左右緩慢地移動(dòng)接收探頭， 使呈現(xiàn)在顯示屏上的回波幅 度達(dá)到最大值，并將同波端點(diǎn)位置予以標(biāo)記，記作“ D’點(diǎn)，則 同波端點(diǎn)D上升至ABC連線上的“ E”點(diǎn)位置所需提高的靈敏度 （△dB值），即為檢測(cè)該焊接接頭時(shí)所需補(bǔ)償之值， 如上圖9.16 （b）所示。采用此種補(bǔ)償

42、方法，直射波、一次反射波檢測(cè)都可 用上述方法測(cè)得的同一補(bǔ)償量。 當(dāng)被檢測(cè)焊接接頭與試塊厚度相同， 兩者聲程一樣， 在此種情況 下，在試塊和焊縫邊緣用 1.0P聲程測(cè)量即可。兩者回波幅度之 差即為所需補(bǔ)償值 焊接接頭在檢測(cè)之前，可在檢測(cè)面上劃出0.5P和1.0P的聲程檢 測(cè)范圍線，根據(jù)線的位置，可將探頭移動(dòng)足夠的距離，避免掃查 范圍不夠而造成缺陷漏檢。同時(shí)，根據(jù)探頭和這些線的位置關(guān)系， 就能知道聲束通過(guò)焊接接頭的那一部份， 這對(duì)回波的正確判定很 有幫助。 9.17鋸齒型掃圖鋸齒形掃查方式 0左右移動(dòng)的間距，1515的擺動(dòng)。探頭的每次掃查覆蓋率應(yīng)大于 探頭橫向尺寸的％ 。

43、晶片直徑)VD (D= 全面掃查：1.掃查方式用探頭將焊接接頭全部鋸齒型將探頭前 沿緊貼焊接接頭邊緣，采用 ■ ■ ■ ]_ p s I 一 所示。掃查完，如圖9.18 全面掃查示意圖9.18 150mm/&不大于1）掃查移動(dòng)速度：探頭移動(dòng)速度一般應(yīng) 2） 掃查靈敏度：不得低于評(píng)定線靈敏度。在全面掃查測(cè)過(guò)程中，發(fā) 現(xiàn)缺陷要隨時(shí)在焊縫上予以標(biāo)記，以便于 3）缺陷標(biāo)記： 對(duì)其 進(jìn)行精確測(cè)量。全面掃查是整個(gè)檢測(cè)過(guò)程中一個(gè)極為重要的環(huán)節(jié)， 它不僅要根據(jù)回波識(shí)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(cè)出來(lái)。粗檢測(cè)在對(duì)接焊接接頭單面雙側(cè)或雙面雙側(cè) 掃查時(shí)非常重

44、4）在焊接接頭兩側(cè)進(jìn)行檢測(cè)，可以避免焊角回 波的干擾；24 5）有些缺陷如單個(gè)氣孔，單個(gè)夾渣等，具回波重復(fù)性差，需要 增加檢測(cè)面或檢測(cè)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(cè)靈敏度等。 對(duì)接焊接接頭精確檢測(cè) 采用定量靈敏度針對(duì)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(dòng)，用以判定真?zhèn)稳毕莼蛉毕莸? 水平和深度位置； 2 .沿焊接接頭方向左右移動(dòng)掃查，測(cè)量缺陷的指示長(zhǎng)度； .根據(jù)需要作定點(diǎn)轉(zhuǎn)角掃查，用以判定缺陷的形狀、方向和類(lèi) 型；3 對(duì)接焊接接頭橫向缺陷的檢測(cè) 帶余高的對(duì)接焊接接頭

45、 （平行掃 查或斜平行掃查） 焊縫邊緣的平行掃查和斜平行掃查示意圖 9.20圖 （平行掃查）2.余高磨平的對(duì)接焊接接頭磨平焊縫余高后，將 探頭放置在焊縫及熱影響區(qū)上弁沿焊縫軸線方向做兩個(gè)方所示。 在此種情況下，焊縫的整個(gè)寬度和深度方向全部為 21向的平行 掃查，如圖9.聲束所覆蓋。聲束軸線與裂紋界面垂直或接近垂 直，掃查橫向裂紋方向最佳。因而 一百T ［一］ 此種掃查方式對(duì)橫向裂紋最為有效。 缺陷位置的測(cè)定 聲程定位法、水平定位法和深度定位法 聲程 定位法 聲程1: n sinnl xsin ff coscos dx nfff 26 sinnxsin l ff co

46、snTcosd 2T x 2ff If df 38.6(mm)=1 X 60X sin ln f 14(mm)x 30— = =2cos d2Tn f 14mm答：此缺陷的水平距離為 38.6m或 深度為 水平定位法 調(diào)節(jié)掃描速度時(shí)，應(yīng)采用水平定位法來(lái)確定缺陷的位置。 若n當(dāng) 儀器按水平1:所對(duì)應(yīng)的水平調(diào)節(jié)掃描速度時(shí)，那么顯示屏上缺 陷波前沿(模擬機(jī))1儀器按水平：1刻度值就是缺陷的水平距離 Iff用直射法(一次波)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)缺陷時(shí) (9.14 ) n lff27 i ) (9.15 fdfK用一次反射法(二次波)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)缺陷時(shí) (9.16) nl ff i (9.17

47、) f Td 2fKtanKK值式中：值，一探頭的 K= 一缺陷的水平距離lf 一缺陷的埋藏深度df調(diào)節(jié)掃描速度，檢： 11K2探頭檢測(cè)T=15mm勺對(duì)接焊縫，儀器按水平例 2:用50處 發(fā)現(xiàn)一缺陷波，求此缺陷的位置？測(cè)中顯示屏上水平刻度 解： 由已知可得一、二次波的水平距離為 15=30 =2X KT Ml 215=60 2X =2X1260 V （=1X50） <30lf因此此缺陷是二次波發(fā)現(xiàn)的，它的水平距離 和深度分別為 50=50 （mm =1 X ni ff 1 mn） =2X15 — 50/2=5 （f d 2TfK 。答：水平距離為 50mm深度為5mm深度1:

48、 n 所對(duì)應(yīng)的水平模擬機(jī)）（1儀器按深度：1調(diào)節(jié)掃描速度時(shí)，那么 顯示屏上缺陷波前沿 刻度值就是缺陷的深度 dff用直射法（一 次波）檢測(cè)發(fā)現(xiàn)缺陷時(shí) 9.18 ()n dff28 (9.19) (9.21) Knl Kd fff用一次反射法（二次波）檢測(cè)發(fā)現(xiàn)缺陷時(shí) (9.20) Td 2nff mm4040d nT 1 Kn iff調(diào)節(jié)掃描速度，檢測(cè)中：1例3:用K2.0探頭檢測(cè)T=40mm 的焊縫，儀器按深度1處各出現(xiàn)一個(gè)缺陷波，求這個(gè)缺陷的位 置？ 30在顯示屏水平刻度和 60解：由已知條件可知：一、二次 波的深度分別為： 1mm8040d 2d 2 12 為一次波發(fā)

49、現(xiàn) 的〈因此，40mmmm 30 1 30m一 為二次波發(fā)現(xiàn)的 )< 40mm 80mm mm 60 60n 12f 30 處缺陷的深度和水平距離分別為： mr=lX) 30=30 ( nd f 30=60X (mm =2X1 KnKdl 什什什處缺陷 的深度和水平距離分別為： 6060=20 (mm 40X — 1 X =2 - nTd 2 f22=2X 1 X 60=120 (mrm Knl，位缺陷大小的測(cè)定 測(cè)定缺陷大小及波幅時(shí)應(yīng)將靈敏度調(diào)至定量線靈敏度 。 對(duì)所 有反射波超過(guò)定量線的缺陷， 均應(yīng)確定并記錄其 位置、 最大反射 波幅和缺陷當(dāng)量 。 缺陷定量時(shí)，應(yīng)根據(jù)

50、缺陷波幅記錄缺陷當(dāng)量和缺陷指示長(zhǎng)度。 斜探頭檢測(cè)，確定缺陷的指示長(zhǎng)度，一般采用下述兩種方法： 29 所謂相對(duì)靈敏度測(cè)長(zhǎng)法， 是以缺陷的最大回波為相對(duì)基準(zhǔn)， 沿缺 陷的長(zhǎng)度方向移動(dòng)探頭，直至缺陷回波幅度降低至一定的 dB數(shù)。 用探頭移動(dòng)的距離來(lái)表示缺陷的指示長(zhǎng)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(gè)高點(diǎn)，且位于定 量線或定量線以上時(shí)，用6dB法測(cè)定其指示長(zhǎng)度，如圖9.22所 示。 當(dāng)一個(gè)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

51、心線上，因而探頭 移動(dòng)的長(zhǎng)度就等于缺陷的長(zhǎng)度。 6dB當(dāng)缺陷反射波具有多個(gè)高 點(diǎn)，且位于定量線或定量線以上）所示9.2 （ 移動(dòng)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(dòng)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(dòng)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。 端點(diǎn) 9.23 6dB 法測(cè)長(zhǎng)示意圖圖 用一個(gè)規(guī)定的檢測(cè)靈敏度（如評(píng)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

52、高度， 則兩探頭之 間的移動(dòng)距離，稱(chēng)為該缺陷的指 示長(zhǎng)度。此法規(guī)定，缺陷回波 降至一個(gè)絕對(duì)高度進(jìn)行測(cè)長(zhǎng)， 所以稱(chēng)為絕對(duì)靈敏度法。 用絕對(duì)靈 敏度法測(cè)長(zhǎng)， 測(cè)得的指示長(zhǎng)度取決于測(cè)長(zhǎng)線靈敏度的高低， 測(cè)長(zhǎng) 靈敏度高，測(cè)得的缺陷指示長(zhǎng)度長(zhǎng)，測(cè)長(zhǎng)靈敏度低，測(cè)得的缺陷 指示長(zhǎng)度短。對(duì)于小缺陷，所 降到評(píng)定線時(shí)探頭移動(dòng)的距離，即為缺陷的指示長(zhǎng)度。 測(cè)長(zhǎng)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(duì)接焊接接頭單面雙側(cè)或雙面雙側(cè)檢測(cè)， 缺陷回波的幅度或 其指示長(zhǎng)度的測(cè)定， 應(yīng)以呈現(xiàn)最高波幅或測(cè)得最大指示長(zhǎng)度的焊 縫那一側(cè)為準(zhǔn)； 2. 一次波和二次波檢測(cè)，缺陷回波的幅度或其指

53、示長(zhǎng)度的測(cè)定， 應(yīng)以呈現(xiàn)最高波幅或測(cè)得最大指示長(zhǎng)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(duì)同一焊接接頭檢測(cè)時(shí)， 缺陷 回波的幅度或其指示長(zhǎng)度的測(cè)定， 應(yīng)以呈現(xiàn)最高波幅或測(cè)得最大 指示長(zhǎng)度的 K 值探頭為準(zhǔn)。 對(duì)接焊接接頭超聲檢測(cè)真?zhèn)稳毕莼夭ǖ淖R(shí)別 判斷焊縫中有無(wú)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(dòng)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(lái)源（即回波源） 、 特點(diǎn)或其規(guī)律性，有助于對(duì)焊縫內(nèi)部質(zhì)量作出客觀的評(píng)價(jià)。 焊接接頭在檢測(cè)過(guò)程中， 常見(jiàn)的回波有 缺陷回波和干擾回波 兩類(lèi)。 而干擾回波主

54、要有下述幾種： 1 . 儀器與探頭的雜波 儀器在制造過(guò)程中由于工藝因素的不良影響， 或在使用過(guò)程中由 于某一元件的問(wèn)題， 會(huì)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(huì)對(duì) 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(huì)降低或 者消失。 上述這種雜波當(dāng)探頭與儀器插座沒(méi)有連接的情況下也會(huì) 存在 ，因此，它與缺陷回波是有明顯區(qū)別的。 32 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 。 當(dāng)壓 電晶片在探頭支架上松動(dòng)時(shí)， 會(huì)明顯地使初始脈沖變寬， 同時(shí)產(chǎn) 生不穩(wěn)定的跳動(dòng)。 由于楔塊設(shè)計(jì)不合理或磨損過(guò)大， 導(dǎo)致探頭內(nèi)

55、 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(gè)或多個(gè)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(huì)在顯示屏上固定位置形成一個(gè)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(wú) 論探頭與檢測(cè)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(guò)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(dòng)，隨著耦合劑的流動(dòng)，回波會(huì)逐漸降低，若抹掉探頭 前端部耦合劑則此波消失。 3 .表面波 當(dāng)a》a時(shí)，折射縱波在

56、工件表面?zhèn)鞑?，?dāng)其沿金屬表面?zhèn)鞑サ?邊緣或棱角時(shí)l n就會(huì)反射回來(lái)被探頭接收，在顯示屏上顯示出來(lái)。 這種表面波在顯示屏上沒(méi)有固定的位置，不穩(wěn)定，波幅不高，探 頭稍有移動(dòng)變化就很大。 若用手指按在探頭前面的檢測(cè)面上， 回 波就立即降低或消失， 手指移開(kāi)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(huì)上下跳動(dòng)， 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(duì)焊縫內(nèi)部缺陷的判 斷，故稱(chēng)其為“干擾回波” 。上述回波源就稱(chēng)為“干擾回波源” 。 干擾回波的幅度及其數(shù)量

57、不僅與回波源的形狀、 大小、 高低有關(guān)， 而且還與檢測(cè)靈敏度的高低及選用的探頭 K值大小有關(guān)。區(qū)別方 33 法：手指沾油敲打“源” ,同波跳動(dòng)。 由于焊縫具有一定的余高，焊縫上、下焊角會(huì)對(duì)聲束起會(huì)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 其它同波。 1 .遠(yuǎn)離探頭一側(cè)的上、下焊角會(huì)產(chǎn)生干擾同波 遠(yuǎn)離探頭一側(cè)的上、下焊角對(duì)超聲波會(huì)產(chǎn)生會(huì)聚作用，因而在焊 縫余高較高的情況下或過(guò)渡不圓滑時(shí)， 焊角會(huì)產(chǎn)生干擾同波，而 且這種回波往往出現(xiàn)在一倍板厚或兩倍板厚處， 用手硬油拍打遠(yuǎn) 離探頭一側(cè)的焊角，焊角同波會(huì)上下跳動(dòng)。如圖 9.24所示。 2 .近距探頭一側(cè)的

58、上、下焊角無(wú)干擾 近探頭一側(cè)的下、上焊角由于對(duì)超聲波不能產(chǎn)生會(huì)聚作用， 因而 不會(huì)產(chǎn)生焊角同波，如圖 9.25所示。因此，為了避免焊角的干 擾，對(duì)接焊接接頭超聲檢測(cè)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。 麻油拍打焊縫上表面，這些波會(huì)跳動(dòng)，根據(jù)這些判別缺陷回波和 “山”形同波。如9.26所示圖 缺陷有關(guān)數(shù)據(jù)的記錄（缺陷在焊縫方向的位置、指示長(zhǎng)度、平面 和深度位置、 上 右 工 1號(hào)缺陷4尸 AdB= 區(qū)域二 * AdB- 2號(hào)缺陷;區(qū)域 Al= 1毋缺的深度 標(biāo)記示意 2耳缺陷深度 標(biāo)記示意

59、 JB/T4730.3-2005 標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行質(zhì)量評(píng)定。 1缺陷評(píng)定 超過(guò)評(píng)定線的信號(hào)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(cè)面、觀察動(dòng)態(tài)波形弁 結(jié)合結(jié)構(gòu)工藝特征作判定， 如對(duì)波形不能判斷時(shí)，應(yīng)輔以其他檢 測(cè)方法作綜合判定。 1）缺陷指示長(zhǎng)度于小10mm寸，按5mm#。 2）相鄰兩缺陷在一直線上，其間距小于其中較小的缺陷長(zhǎng)度時(shí)， 應(yīng)作為一條缺陷處理，以兩缺陷長(zhǎng)度之和作為其指示長(zhǎng)度（間距 不計(jì)入缺陷長(zhǎng)度）。 2.質(zhì)量分級(jí) 焊接接頭質(zhì)量分級(jí)按表 9.5的規(guī)定進(jìn)行。 表9.5焊接接頭質(zhì)量分級(jí) mm 等 級(jí) 板厚T

60、反射波幅） （所在區(qū)域 單個(gè)缺陷指7K長(zhǎng)度L 多 個(gè) 缺 陷 累 計(jì) 長(zhǎng) 度 I 400 6 ? I 非裂紋類(lèi)缺陷  120 6 ? 丑 30 ,最大不超過(guò)L=T/3,最小為10 在 任 息 ?>12040 50 ,最大不超過(guò)L=T/3 0 丑 120 6 ? 丑 40 在 12,最大不超過(guò)L=2T/3,最小為 任 息 ?>12040 75最大不超過(guò) 0 m 400 丑 超過(guò)II級(jí)者 ?6 m 所有的缺陷

61、 I、 n、田 裂紋等危害性缺陷 9焊縫長(zhǎng)度范圍T 不超焊縫長(zhǎng)度范4.5T不超超過(guò)II級(jí)者36 :母材板厚不同時(shí)，取薄板側(cè)厚度值。注 1 （II級(jí)）時(shí)，可按比例 折算。當(dāng)折算后的缺陷累計(jì)長(zhǎng)度小 4.5T9T （I級(jí)）或2注：當(dāng)焊縫 長(zhǎng)度不足于單個(gè)缺陷指示長(zhǎng)度時(shí)，以單個(gè)缺陷指示長(zhǎng)度為準(zhǔn)。 注：關(guān)于6?8mm鋼制承壓設(shè)備對(duì)接焊接接頭超聲檢測(cè)和質(zhì)量分級(jí)，請(qǐng)參看 JB/T4730.3 —2005 標(biāo)準(zhǔn)附錄 G。 在選擇檢測(cè)面和探頭時(shí)，要考慮到有產(chǎn)生各種類(lèi)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, 使危害性缺陷比較容易地檢查出來(lái)。 根據(jù)焊接接

62、頭的結(jié)構(gòu)形式， 管座角焊縫有如下多種檢測(cè)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(cè)方式組合 實(shí)施檢測(cè)。檢測(cè)方式的選擇應(yīng)由合同雙方商定， 弁考慮到焊縫中 主要缺陷的取向和幾何條件的限制。 位置4 位置3 位置1 安放式管座角焊縫插入式管座角焊縫 9.28圖 圖 9.29 37 管座角焊縫以直探頭檢測(cè)為主， 以上兩圖中位置1為直探頭檢測(cè) 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(cè)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(lái)。 利用斜探頭檢測(cè)，應(yīng)盡可能選擇前沿 距離短、靈敏度高、雜波少

63、、頻率為 5MHz的小晶片探頭，這樣 可以避免探頭有機(jī)玻璃檢測(cè)面的修磨，弁取得良好的接觸。 管座角焊縫斜探頭超聲檢測(cè)距離一波幅曲線的靈敏度如表 9.3所 示。直探頭超聲檢測(cè)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(píng)定線應(yīng)力很大的 T型焊接接頭腹板上檢測(cè)示 意圖9.30 2. 1 ）以翼 板（或稱(chēng)殼體）為 檢測(cè)面檢測(cè)焊趾裂 紋，會(huì)有焊角干擾 同波產(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(huì)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)行相對(duì)檢 測(cè)，使焊趾裂紋位 于9.31近探頭一

64、側(cè)，這樣就避免了 定量線 判廢線所示o 9.32 確定。9.7 干擾，很容易將其 檢測(cè)出來(lái)，如圖所 示。測(cè)，用以發(fā)現(xiàn) 焊縫根部與母材之 間的橫向裂紋，如 圖但對(duì)根部未焊透 的檢測(cè)能力較低， 需要用較高的檢測(cè) 靈敏度。所列。采 用檢測(cè)時(shí)，距離一 波幅曲線靈敏度按 表如表9.3 ①2mm平底孔T型焊 接接頭，還必須在 翼板上作補(bǔ)充檢 查。型焊

65、接接頭直 探頭距離一波幅曲 線的靈敏度9.7 T 表 3mm①平底孔 ①6mm平底孔 9.3.2 T型焊接接頭橫波超聲檢測(cè) T型焊接接頭檢測(cè)干擾回波產(chǎn)生的規(guī)律性 1.以腹板為檢測(cè)面無(wú)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(duì)焊接接頭 整個(gè)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(duì)超聲波無(wú)會(huì)聚作用，因而不會(huì)產(chǎn)生焊角干擾回波。 但當(dāng)探頭 K 值較大時(shí)， 翼緣板會(huì)產(chǎn)生干擾回波， 不過(guò)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

66、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(cè)， 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(cè)效果好。 由于無(wú)焊角干 擾回波， 判定真?zhèn)稳毕荼容^容易。 但也存在一些檢測(cè)不到的部位 即“死區(qū)” ，因此檢測(cè)時(shí)應(yīng)選擇合適的 K 值探頭；另外， 38 對(duì)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(cè)。 對(duì)于 T 型焊接接頭中的橫向裂紋、 焊趾裂紋在腹板上檢測(cè)比較困 難，甚至有漏檢的可能。因此，對(duì)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 型焊接接頭以翼板為檢測(cè)面的特點(diǎn)高強(qiáng)鋼 T型焊縫的中心線， 在確定了其焊縫寬度以 T在翼板上進(jìn)行檢測(cè)，首先必須畫(huà)出 后 畫(huà)出焊縫寬度輪廓線，再進(jìn)行檢測(cè)比較合適。 焊趾裂紋的檢測(cè)39 型焊接接頭焊趾裂紋檢測(cè)示意 T圖9.31 ）橫向裂紋的檢測(cè)2型焊接接頭，由于焊前預(yù)熱、焊后對(duì)于低 合金高強(qiáng)鋼構(gòu)件（產(chǎn)品）中較厚的T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