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超聲波焊接范文1
有相當一部分從事多年超聲焊接方面的人員.對超聲能量地傳遞有一種誤解,認為是音波在接觸面進行焊接,其實這是一種誤解,真正的焊接原理是:換能器把電能轉換為機械后,通過工件物質分子進行傳導,聲波在固體中地傳導聲阻遠小于在空氣中的聲阻,當聲波通過工件接縫時,縫隙中的聲阻大,產生的熱能相當就大.溫度首先達到工件的容點,再加上一定的壓力,使接縫熔接.而工件的其它部分由于熱阻小,溫度低不會熔接.其原理同電工學中的歐姆定律類似.
2)工件材料誤區:
超聲焊接機對要焊接的工件材質也是有要求的,不是所有材料都能焊接,有人理解為任何材料都可以焊接,這是一個很大的誤解.不同種材質之間有的能更好地焊接,有的是基本能相熔,有的是不相熔的.同一材料之間熔點是相同的,從原理講是可以焊接的,但是當要焊接的工件的熔點大于350℃時,就不在適合用超聲焊接了.因為超聲是瞬間使工件分子溶化,判斷依據是在3秒之內,不能良好熔接,就應該選擇其它焊接工藝.如熱板焊接等.一般來講ABS料是最容易焊接,尼龍是最難熔接的.具體焊接材料選擇請參考附表:
焊接工件的工藝誤區
3)超聲能量是瞬間爆發地,熔接處應成點或線條,以及傳遞的距離都要符合超聲焊接方式.有人認為只要是塑料材料,無論怎樣接合面都可以良好地焊接,這也是一個錯誤認識.當瞬間能量產生時,接縫面積越大,能量分散越嚴重,焊接效果越差,甚至無法焊接.另外超聲波是縱向傳波的,能量損失同距離成正比,遠距離焊接應控制在6厘米以內.焊接線應控制在30----80絲之間為宜,工件的臂厚不能低于2毫米,否則不能良好熔接,特別是要求氣密的產品.
各種焊接工藝見附表:
超聲輸出功率誤區
4)超聲波輸出功率的大小,同壓電陶瓷片的直徑和厚度、材質、設計工藝決定,一但換能器定型,最大功率也就定型了,衡量輸出能量的大小是一個復雜的過成,不是換能器越大,電路使用功率管越多,輸出能量就越大,它須要相當復雜的振幅測量儀,才能準確測量其振幅,由于大多數使用者對超聲知識太了解,又加上某些銷售人員的誤導,給消費者一個錯誤認識.消耗電能多少并不能反應輸出超生功率的大小,如產生縱向能量低,而消耗電流大,只能說明設備的效率低下.無功功率大而宜.
超聲焊接機種選擇誤區
5)使用多大輸出功率,振蕩頻率、振幅范圍，要根據工件的材料、焊線面積、工件內是否有電子元器件、是否要氣密等因素來考慮。誤認為功率越大越好。這也是一個誤解。如果對超聲不是太了解。最好請教正規的超聲波生產廠工程技術人員。有條件的話最好到廠家現場勾通，不要盲目聽從一些非正規超聲銷售人員的誤導。目前生產相關設備的公司特別混雜，其中大部為家庭式作坊，對電路進行生搬硬套仿制，對工作原理似懂非懂。仿制出的設備有以下致命缺陷。其一是外買元材料品質無法保證，其二生產工藝的核心技術沒有掌握。設備在中功率和大功率工作時經常表現出不穩定，產品合格率低。有時會設備損壞。如驅動換能器的功率變壓器，所使用的磁性材料參數無法測量，
磁飽和磁通密度（Bs）磁感應強度（Bm）、有效磁導率（Ue）、剩余磁通密度（Br）、矯頑力（A/M）、損耗因數（tan￡）、溫度系數（au/K—1），繞制工藝相當講究，包擴抽真空浸環氧樹質。這些測試設備和生產環境家庭式工廠是無法做到的。所以在勾買超聲時，最好先了解一下公司情況，不要盲目聽從銷售員吹捧，也不要只看價格。只有這樣才能日后減少不必要麻煩。
超聲波焊接范文2
關鍵詞 焊接質量；超聲波探傷；應用；缺陷
中圖分類號TG4 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2014）109-0167-02
焊接質量檢測關系現代工程建設的質量，由于當前工程大量使用鋼結構使得焊接成為了構成工程建設的重要部分，焊接的效果和質量直接關系到工程本身的質量，所以，從保障質量角度出發，加強對焊接質量檢測有積極意義。下面我們就超聲波探傷檢測焊接質量的實際應用進行分析。
1焊接質量檢測與超聲波探傷介紹
鋼結構的大量使用使得焊接檢測變得頻繁，當前焊接工作中存在著眾多影響質量的焊接缺陷，比如常見的焊接缺陷有未焊滿（指不足設計要求）、根部收縮、裂紋、未焊透、未熔合、咬邊、弧坑裂紋、電弧擦傷、飛濺、接頭不良、焊瘤、夾渣、氣孔等。面對這些嚴重影響焊接質量的問題，必須通過有效的質量檢測措施以及時發現問題并予以解決，保障工程的安全、穩定，強化質量控制。
焊接質量檢測貫穿焊接前后整個過程，焊接前要做好檢查，比如母材與焊材、設備與工裝、坡口制備、焊工水平、技術文件等，焊接過程中要嚴格把關焊接及相關工藝執行情況、設備運行情況、結構與焊縫尺寸等，焊接完成后要進行焊接質量檢測，以確保質量合格。焊接質量檢測包括外觀檢查、內部探傷、近表面缺陷探傷等，其中內部探傷是重點，內部探傷手段主要以射線探傷、超聲波探傷為主，近表面缺陷探傷以磁粉探傷、滲透探傷等為主。超聲波探傷是無損探傷的一種，也是最常用的一種焊縫內部質量探傷的方法。其原理是利用超聲波（頻率超過20000Hz的聲波）本身的特殊性質對金屬材料的性質進行探測，由于超聲波在不同介質界面上反射特點不同，可進入金屬材料深處完成探查，所以對檢查焊縫缺陷而言有積極效果，目前其常用頻率主要集中在2 MHZ～5MHZ。當超聲波傾斜入射到界面時，除產生同種類型的反射和折射波外，還會產生不同類型的反射和折射波，這種現象稱為波型轉換。超聲波傾斜入射示意圖見圖1。
圖1 超聲波傾斜入射示意圖
應用超聲波探傷時，超聲波檢測到焊接表面的耦合劑（常用耦合劑有化學漿糊、機油、甘油等）后通過其傳入工件，并在工件內部傳播直到遇到工件底面或者缺陷時反饋給探頭聲波信息。探頭將聲波信息轉化為電訊號并傳入電路，經檢波后至示波管的垂直偏轉板上，繼而在掃描線上自動生成反射波和工件缺陷反射波（也稱為傷波）。根據傷波、始波、工件缺陷之間的距離計算得到工件缺陷距離表面的距離，同時可估算出缺陷的大小，從而采取解決措施，以保障工件質量。目前超聲波探傷應用范圍較廣，無論是各種板材、管材、型材的探傷還是加工工件、焊接工件、鑄件工件的探傷都有著很好的應用效果。
2 超聲波探傷在焊接質量檢測中的應用
焊接質量檢測關系到工程的質量，所以必須嚴格把關。比如焊接中存在的偏析與夾雜等問題，由于焊接過程中異種金屬的摻入或夾渣的存在反應形成新相，這種嚴重影響焊接質量的問題將會直接影響接頭的力學性能，導致其力學性能下降，影響鋼結構穩定性，氮化物、氧化物、硫化物的存在使得焊縫硬度增高，塑性、韌性急劇下降，造成層狀撕裂或者形成熱裂紋，致使鋼結構質量受到嚴重影響，進而威脅到工程安全和質量。所以，應用超聲波探傷進行焊接質量檢測有著重要意義。
在檢測焊接質量過程中，要首先對焊接的技術要求進行詳細了解，然后才開始進行超聲波探傷，比如鋼結構的驗收標準是依據GB50205-2001《鋼結構工程施工及驗收規范》來執行的。標準規定：焊接質量一級評定等級Ⅱ級就需要做100%超聲波探傷，質量二級評定等級Ⅲ級時需要做20%超聲波探傷，總之要在嚴格分析技術要求的基礎上展開探傷工作。需要注意的是，在全熔透焊縫的探傷工作中，探傷比例與焊縫程度保持適當百分比且≥200。局部焊縫探傷一旦發現缺陷，應當及時延長對缺陷兩端的探傷長度，確保增加長度≥焊縫長度的10%且≥200。對于不允許缺陷，應實施100%探傷檢查，超聲波探傷過程中，探傷時機也很重要，比如低合金鋼材需要在焊接完成24h后才能進行檢驗，碳素結構鋼材則需要在焊縫冷卻到室溫后進行探傷，另外需檢測工件的接口型式。母材厚度與坡口型式也對探傷有影響。
我們以實際焊接質量檢測工作中出現頻率較高的中板對接焊縫為例進行分析，中板對接焊縫的母材通常厚度在8-16mm之間，坡口型式有X型、I型、單V型等，探傷工作的準備要在明確了解焊縫情況的條件下進行。首先每次進行探傷操作之前都必須應用標準試塊（CSK-IA、CSK-ⅢA）校準儀器的綜合性能，校準面板曲線，以保證探傷結果的準確性。比如要先修整探測面，確保光潔度低于4，根據母材選擇探頭的K值，比如10母材焊縫兩側修磨100mm。耦合劑選擇上要考慮其附著力、黏度、腐蝕性、流動性和經濟性。根據母材厚度情況及焊縫形式等選擇單面雙側、雙面單側等方式，調整儀器的掃描速度。探傷時先進行粗探，大致了解缺陷的分布情況，然后使用鋸齒形、左右前后轉角、環繞掃查等完成精探對缺陷性質進行深入分析。根據探測結果對焊縫進行評級，直到符合國家相關規定通過檢測為止。
目前廣泛使用的是A型脈沖反射式超聲波探傷儀，這種儀器通過探頭向工件周期性發射不連續且頻率不變的超聲波，根據超聲波的傳播時間及幅度判斷工件中缺陷位置和大小。以探傷中的夾渣為例，應用超聲波探傷儀可以檢測到其回波信號，信號以鋸齒狀為主，波幅小，呈現樹枝狀，平移探頭的時候，可檢測到從各個方向而來的不同反射波幅。夾渣問題的產生有多種原因，比如焊接速度過快、焊縫清理不干凈或焊接材料化學成分不當等，結合探傷結果及問題產生原因可積極指導改善措施，比如焊接前慎重清理坡口，選擇合適焊接電流，坡口角度調整及速度適宜等。
超聲波探傷在焊接質量檢測中有著積極的應用效果，其對于保障工程、工件質量有重要作用，值得大力推廣并應用實踐。
參考文獻
超聲波焊接范文3
關鍵詞：二氧化碳氣體保護電弧焊；超聲波檢測；缺陷；反射波
二氧化碳氣體保護電弧焊采用CO2 作為保護氣體，與其他方法相比，雖飛濺較大，但這種焊接方法具有很多特點，如焊接效率高；在相同電流下，熔深比焊條電弧焊大；焊接速度快、變形小；焊縫金屬含氫量低等優點，二氧化碳氣體保護電弧焊廣泛用于鋼結構橋梁的焊接。
1. 缺陷統計
根據我公司對2006年—2011年間12座鋼結構橋梁的焊接接頭無損檢測發現的缺陷粗略統計，發現二氧化碳氣體保護焊的各種缺陷的近似比例，氣孔占50%左右、未溶合占30%左右、未焊透占5%左右、裂紋占5%左右，其它缺陷占10%左右。從各種缺陷所占缺陷總數的百分比來看，除氣孔外，未熔合缺陷占的比重最大，也是除裂紋外最嚴重的缺陷。
缺陷比例示意圖
2.典型缺陷產生原因及缺陷回波的特征
二氧化碳氣體保護電弧焊焊接過程中，根據該焊接方法的特點，該焊接方法易產生未熔合、氣孔、裂紋等缺陷。對缺陷產生的成因做一定的了解，在超聲波檢測過程中，會有事半功倍的效果。
2.1氣孔
氣孔是指在焊接過程中，熔池金屬中的氣體在金屬冷卻以前未能來得及逸出，而在焊縫金屬中（內部或表面）所形成的孔穴。焊接區的保護氣體二氧化碳易受外來氣流的破壞而失去保護作用，保護氣體的主要作用是防止空氣的有害作用，實現對焊縫和近焊縫區的保護在現場施焊時，為防止上述情況的發生，必須在焊接區周圍加擋風屏障；另外液態CO2中含水較高，在焊接過程中一起進入焊接區，易產生氣孔等缺陷，為防止上述情況的發生，必須提高焊接用CO2的純度，采取適當的減少水分的措施。
氣孔產生的回波在顯示屏上顯示出一個尖銳的回波，當探頭前后、左右掃查時，其幅度平滑地由零上升到最大值，然后又平滑地下降到零，這是缺陷尺寸小于超聲波探頭在缺陷位置處聲束直徑的信號特征。
2.2 未熔合
未熔合是指焊縫金屬與母材金屬，或焊縫金屬之間未熔化結合在一起的缺陷。按其所在部位，未熔合可分為坡口未熔合、層間未熔合、根部未熔合三種。未熔合是一種面積型缺陷，坡口未熔合、根部未熔合對承載截面積的減少都非常明顯，應力集中也比較嚴重，其危害性僅次于裂紋。
產生的原因：焊接電流過小，焊條焊絲偏于坡口一側或因焊條偏心使電弧偏與一側，使母材或前一道焊縫金屬未得到充分溶化就被填充金屬所覆蓋。當母材坡口或前一層焊縫表面有銹或臟物，焊接時由于溫度不夠，未將其溶化而覆蓋上填充金屬，也會形成層間或邊緣未融合。防止措施：⑴焊前仔細清理待焊處表面；⑵提高焊提高電流、電弧電壓，減速小焊接速度；⑶焊接時要稍微采用運條方式，在坡口面上有瞬間停歇，焊絲在熔池的前沿，提高焊工技術。
未熔合常用的方法是用超聲波檢測，因為超聲波對面積型缺陷敏感，只要主聲束入射方向能大致垂直于未熔合的走向，一般就很容易發現這類缺陷。因此在用超聲波檢測未熔合缺陷時，應該事先了解焊接方法、焊接位置、坡口型式等，來判斷未熔合最可能產生的走向，再選擇合適的探頭K值和探測位置等。超聲波探頭在各個不同位置檢測缺陷時，顯示屏上均顯示一個尖銳回波。探頭前后和左右掃查時，一開始波幅平滑地由零上升到峰值，探頭繼續移動時，波幅基本不變，最后又平滑地下降到零。
2.3裂紋
鋼結構橋梁的材料大多采用Q345qC，大多數裂紋缺陷由以下原因引起，在不采用墊板的情況下，焊件難以定位，為防止焊件收縮變形，裝配時需進行定位焊，焊件越長，臂厚越大，定位焊縫越厚越長。定位焊是指為確保焊前部件的相互位置，防止部件傾倒進行了定位焊。因定位焊焊道短，冷卻速度快，焊接熱影響區易產生淬硬組織，從而形成冷裂紋。當定位焊縫過厚時，連接處易產生冷裂紋。為避免為防止上述情況的發生，應注意定位焊縫不得太厚，否則必須對連接處進行修磨。
探頭在各個不同位置檢測裂紋缺陷時，顯示屏上會呈一個參差不齊的回波，探頭移動時，回波幅度顯示很不規則的起伏狀態；或者顯示屏上顯示脈沖包絡呈鐘形的一些列連續信號（有很多小波峰）。探頭移動時，每個小波峰也在脈沖包絡中移動，波幅由零逐漸升到最大值，然后波幅又下降到零，信號波幅起伏較大。
3結束語
超聲波檢測對未熔合、裂紋有很高的靈敏度和可靠性，對定位焊產生的小裂紋可能會與其它缺陷混淆，不易判斷，也有可能漏檢，要引起重視。根據焊接工藝、焊接場所、焊接人員的技術水平，在超聲波檢測的基礎上，在輔以射線檢測作為補充檢測，會有不錯的效果。
參考文獻
1.JB/T 4730.1～4730.6-2005《承壓設備無損檢測》
超聲波焊接范文4
在對鋼結構件T形接頭焊縫進行超聲波檢測過程中,一般采用三種檢測方法,筆者進行了比較,并總結出較好的超聲波探傷方法,供參考。
1超聲波檢測在鋼結構焊縫中的運用
鋼結構中的立柱、Z字形大梁和吊車梁的材料一般為Q235A16Mn鋼,翼板厚度一般為12 ~24mm,腹板厚度t一般為6~14mm,鋼結構件的長度不等。T形接頭焊縫大部分采用手工電弧焊與埋弧焊，一般結構焊腳尺寸定為腹板的t/4,重級工作制和超重量>50t的中級工作制吊車梁腹板與翼緣的焊腳尺寸為t/2,且≯10mm。
GB 50205將焊縫質量等級分為一、二、三級。一、二級焊縫需要進行焊縫內部缺陷檢測,應符合GB 11345標準對應的，級質量等級。超聲波檢測等級采用B級。探傷比例分別為100%和20%(按每條焊縫長度的百分數計且≮200mm)。原則上采用斜探頭在焊縫單面兩側對整個焊縫截面進行探測,以防二維(片狀)缺陷漏檢。超聲波探傷僅適用于全熔透焊縫。
1.1在翼板上用直探頭檢測角焊縫由于在翼板上探傷時看不到焊縫(圖1),必須以翼板邊緣為準找出焊縫中心,畫出一條基準線。采用5N10,5N12窄脈沖直探頭,掃描比例為1∶1,使Ф2mm平底孔當量不漏檢,利用鋼板大平底來調整探傷靈敏度(因窄脈沖探頭對近場區有較高的分辨力),在此靈敏度下層狀撕裂很容易探出。但只能探測角焊縫中部的缺陷,因為角焊縫的斜面和超聲波擴散角使反射波雜亂,缺陷波難以判斷;再者由于焊接過程鋼結構件發生扭曲變形和翼板產生彎曲現象,至使在翼板上畫出的基準也發生變化,因此采用直探頭探傷較麻煩,一定情況下存在漏檢。
1.2在翼板外側用斜探頭探傷
由于看不見角焊縫,須以翼板邊緣為基準或在翼板上以腹板厚度1/2處為準畫一條基準線來確定斜探頭位置。因為鋼結構件在焊接過程中會出現扭曲變形和翼板彎曲,使畫出的基準線也發生變化,因此易對反射波產生誤判。如以此基準線確定斜探頭位置就不準確了,難以判斷腹板背面角焊縫中缺陷位置。故不宜采用該方法探傷。
1.3在腹板上進行超聲波檢測
與平板對接焊縫探傷相似,腹板在焊接后基本平整,對缺陷定位沒有多大影響,探傷時能觀察到T形焊縫,對缺陷的大小及性質能作出較準確的判斷。根據GB 50205標準要求和GB 11345標準第7.2.2款B級規定“原則上采用一種角度探頭在焊縫的單面雙側進行檢驗,對整個焊縫截面進行探測……受幾何條件的限制可在焊縫的雙面單側采用兩種角度探傷進行探傷……”,由于鋼結構件T形焊縫探傷受幾何條件的限制,在腹板上檢測時可采用兩種角度探頭在雙面單側進行檢測,整個焊縫截面都能查到,確保焊接質量。
1.4對比試塊
根據鋼結構件腹板不同厚度,制作一套厚度不同的對比試塊。對比試塊材料應與被檢鋼結構件腹板一致,其尺寸參數如表2和圖2所示。
2超聲波探傷條件的選擇
選用A型脈沖反射式超聲波探傷儀,要求儀器性能指標符合ZBY 84標準規定。因為腹板較薄,因此還要求儀器有較好抑制近場區雜波的能力。探傷中采用單斜探頭直接接觸法,根據腹板厚度選擇K2,K2.5探頭。時基線按水平比例1∶1調節。靈敏度按GB 11345標準規定調整。探傷時,斜探頭在焊縫腹板側作鋸齒形掃查,同時在移動中作10°~15°轉動,間距不大于晶片尺寸。
3距離-波幅曲線的制作
按GB 11345標準,首先用CSK-IB試塊校核儀器和探頭參數。用RB試塊作出時基線,調整好靈敏度。再在對比試塊上用1mm橫通孔作反射體確定被測試件聲程與水平距離,根據不同聲程作出距離-波幅曲線。該曲線增加6dB作出判廢線,降低6dB作出測長線,中間的距離-波幅曲線為定量線(圖3),該曲線適用于8~14mm厚腹板T形接頭焊縫探傷,所用靈敏度按GB 11345標準選取。
4鋼結構件T形接頭實際探傷
GB 11345標準適用于母材厚度≮8mm的鐵素體類鋼全焊透熔化焊對接焊縫脈沖反射法手工超聲波檢驗,在鋼結構件生產過程中,腹板厚6~14mm的T形接頭焊縫采用上述實用距離-波幅曲線時缺陷檢出靈敏度高,制作的對比試塊采用1mm橫通孔比標準RB試塊3mm橫通孔靈敏度高,所以實際探傷要求比GB 11345標準嚴格,完全能滿足GB50205的要求。根據腹板厚度,一般選擇K2或K2.5探頭,在腹板單面作一次反射法探傷。如腹板厚為8mm的T形接頭,由于鋼板較薄,焊縫寬度較窄,實際探傷中底波與缺陷波間距小,難以分辨,采用上述對比試塊分別作出8,10,12和14mm曲線,再校核儀器,探傷過程中就都能查出缺陷當量。為保證超聲波束掃查到整個焊縫截面,還要選擇另一K1斜探頭,在翼板外側作一次反射法探傷。這樣可滿足GB 11345標準B級檢驗等級規定的兩種不同角度探傷要求。腹板厚度為6mm時雖不符合GB 11345標準范圍要求,也可參照該方法探傷,也能保證鋼結構T形接頭焊縫質量。
圖3 實用距離-波幅曲線
5T形接頭焊縫超聲波探傷特點
(1)在鋼結構焊縫超聲波檢測中,由于腹板較薄,焊縫較窄,往往會導致誤判,所以需要精確的確定聲程距離且根據水平位置明確深度,或用油手輕輕拍打焊縫邊緣看反射波是否跳動來全面判斷。
(2)當用兩種角度探頭探傷時,為使超聲波束與缺陷垂直,應選擇K值較大的探頭,一般常選用K2或K2.5探頭,以便能檢出焊縫中大多數缺陷。
(3)選用先進的超聲波探傷儀(如友聯360型或CTS-2000型),它們能存取不同的距離-波幅曲線,在使用過程中隨時調用,方便探傷。
6結束語
(1)鋼結構T形接頭焊縫超聲檢測選擇符合實際的探傷方法,能確保檢驗質量,改善工作效率。
(2)采用被檢材料制作對比試塊,省去各種耦合補償。采用實測法制作的距離-波幅曲線探傷,缺陷定量準確。
超聲波焊接范文5
【關鍵詞】超聲波檢測；橫向裂紋；掃查方式
鋼結構在現代工業中占有重要地位，更是海洋石油行業重要的基礎設施，在國民經濟和社會發展中起到十分重要的作用。鋼結構在建造焊接過程中受到各種因素的影響，難免產生各種缺陷，甚至是裂紋等危害性較大的缺陷，若在建造過程中不及時發現并將其移除，將可能發生重大突發事件，甚至危及生命安全。因此，無損檢測在建造環節中尤為重要，目前常用的無損檢測方法有：射線檢測、超聲波檢測、磁粉檢測、滲透檢測等，而超聲波檢測由于其效率高、靈敏度高、無輻射無污染等優點，在海洋鋼結構的建造中得到廣泛的應用。
1 超聲波檢測基礎
超聲檢測是指超聲波與工件相互作用，就反射、透射和散射波進行研究，對工件進行宏觀缺陷檢測、幾何特性測量、組織結構和力學性能變化的檢測和表征，并進而對其特定應用性進行評價的技術。
1.1 超聲波檢測原理
利用超聲波對材料中的宏觀缺陷進行探測，依據的是超聲波在材料中傳播時的一些特性，如：聲波在通過材料時能量會有損失，在遇到兩種介質的分界時，會發生反射等等，其工作原理是：
1）用某種方式向被檢試件中引入或激勵超聲波；
2）超聲波在試件中傳播并與其中的物體相互作用，其傳播的方向或特征會被改變；
3）改變后的超聲波又通過檢測設備被檢測到，并可對其處理和分析；
4）根據接收的超聲波的特征評估試件本身及其內部存在的缺陷特征。
通常用以發現缺陷并對缺陷進行評估的基本信息為：
1）來自材料內部各種不連續的反射信號的存在及其幅值；
2）入射信號與接收信號之間的傳播時間；
3）聲波通過材料以后能量的衰減。
圖1 超聲檢測示意圖
1.2 超聲波檢測的優點和局限性
1.2.1 優點
與其他無損檢測方法相比，超聲檢測方法的主要優點有：
（1）適用于金屬、非金屬、復合材料等多種材料的無損評價。
（2）穿透能力強，可對較大厚度范圍的試件內部缺陷進行檢測，可進行整個試件體積的掃查。
（3）靈敏度高，可檢測到材料內部很小的缺陷。
（4）可較準確的測出缺陷的深度位置，這在很多情況下世十分必要的。
（5）設備輕便，對人體和環境無害，可作現場檢測。
1.2.2 局限性
（1）由于縱波脈沖反射法存在盲區，和缺陷取向對檢測靈敏度的影響，對位于表面和近表面的某些缺陷常常難以檢測。
（2）試件形狀的復雜性，如不規則形狀，小曲率半徑等，對超聲波檢測的課實施性有較大影響。
（3）材料的某些內部結構，如晶粒度，非均勻性等，會使靈敏度和信噪比變差。
2 橫向裂紋檢驗
橫向裂紋不僅給生產帶來困難，而且可能帶來災難性的事故。裂紋焊接中最危險的缺陷之一，他嚴重削弱了工件的承載能力和腐蝕能力，即使不太嚴重的裂紋，由于使用過程中造成應力集中，成為各種斷裂的斷裂源。正因為裂紋有如此大的危害性，像JB/T 4730， GB 11345，AWS D1.1， API RP 2X等國內外各大標準中都有“裂紋不可接受”等類似描述。而超聲波檢測對缺陷性質判定沒有射線檢測直觀，如果檢測方法不當等原因造成橫向裂紋的漏檢或誤判，其都有不良結果：若把其他缺陷判為橫向裂紋造成不必要的返修，進而影響材料韌性等性能；把裂紋判為點狀缺陷放過，則工程就存在較大的安全隱患。所以正確選擇探測方法和對回波特性分析，對橫向裂紋的超聲波檢測尤為重要。
2.1 探頭角度的選擇
縱波直探頭：橫向裂紋屬面狀缺陷，一般和探測面垂直，而0°直探頭適用于發現與探測面平行的缺陷，所以直探頭不能有效的探測出橫向裂紋。
橫波斜探頭：對同一缺陷，70°和60°探頭聲程較大，聲波能量由于被吸收和散射造成衰減嚴重，尤其只在檢測母材厚度較大的焊縫時，回波高度較低，對發現缺陷波和波形分析不利，進而影響是否為橫向裂紋的判定。而45°探頭具有聲束集中、聲程短衰減小，聲壓往復透射率高的特點，所以選用45°探頭具有良好的效果。圖2是70°，60°和45°探頭在相同的基準靈敏度的前提下，對同一橫向裂紋的回波比較：
（a）70°探頭回波 （b）60°探頭回波
（c）45°探頭回波
圖2 70°，60°和45°探頭對同一橫向裂紋的回波
2.2 橫向裂紋的掃查
圖3 焊縫UT掃查方式平面圖
常見的焊接缺陷（如夾渣、未熔合、未焊透等）大多與焊縫軸線平行或接行，或以點狀形式存在，針對這種情況，綜合使用圖3中的方式A、方式B和方式C即可，但該三種掃查方式對橫向裂紋等與焊縫軸線垂直（與聲束方向平行）的橫向缺陷無回波顯示，即無法被檢出。為能有效探出焊縫橫向裂紋應盡可能使聲束盡可能平行于焊縫。可用如下幾種掃查方式探測橫向裂紋：
2.2.1 騎縫掃查
如果焊縫較平滑或焊縫加強高已經打磨處理，探頭“騎”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，如圖3方式D所示。
2.2.2 斜平行掃查
若焊縫表面較為粗糙且不宜進行打磨處理，為探測出焊縫中的橫向裂紋，可用探頭與焊縫軸線成一個小角度或以平行于焊縫軸線方向移動掃查，如圖3方式E所示。
2.2.3 用雙探頭橫跨焊縫掃查法
將兩個斜探頭放在焊縫兩側，組成一發一收裝置，此時若焊縫中有橫向裂紋，發射的超聲波經反射后會被接收探頭接收從而檢出缺陷，如圖4所示。
圖4 雙探頭橫跨焊縫掃查法
該三種方法各有特點，斜平行掃查操作簡單、效率高、焊縫無需處理、耦合較好，但由于聲束方向與裂紋不能完全垂直而造成靈敏度不高；雙探頭橫跨焊縫掃查法操作精度要求高困難大、效率不高；騎縫掃查對焊縫表面要求較高，對埋弧焊或其他焊接方法但焊縫表面進過處理的焊縫，表面相對較平滑，能夠有效的耦合，該方法較為直接，且效率高，靈敏度高，所以在很多情況下“騎縫掃查”是首選。
2.3 掃查靈敏度
按照各項目業主所規定的標準調節。
3 橫向裂紋的判別
根據形狀，我們把缺陷分為點狀缺陷、線狀缺陷和面狀缺陷（裂紋、未熔合）。顯然，反射體形狀不同，超聲波反射特性必然存在一定的差異，反過來，通過分析反射波、缺陷位置、焊接工藝等信息，就可以推測缺陷的性質。
橫向裂紋具有較強的方向性，當聲束與裂紋垂直時，回波高度較大，波峰尖銳，探頭轉動時，聲束與裂紋角度變化，聲束能量被大量反射至其他位置而無法被探頭接收，回波高度急劇下降，這一特性是判定橫向裂紋的主要依據。
檢測過程中橫向裂紋的判別可以按以下步驟：
1）在掃查靈敏度下將探頭放在的焊縫縫上掃查（參考2.2節掃查方式）；
2）發現橫向顯示后，找到最高波，確定是否為缺陷回波；
3）定缺陷回波后，定出缺陷的具置，并在焊縫上做出標記；
4）探頭圍繞缺陷位置做環繞掃查（如圖5所示）；
圖5 環繞掃查示意圖 圖6 動態波形圖1
環繞掃查時回波高度基本相同，變化幅值不大，其動態波形如圖6所示，則可以判定其為點狀缺陷；若環繞掃查時其動態波形如圖7或圖8所示，結合靜態波形，可判斷為橫向裂紋，在條件允許的情況下可用同樣的方法到焊縫背面掃查確認。
圖7 動態波形圖2 圖8 動態波形圖3
5）若條件允許可打磨到裂紋深度，借助磁粉檢驗（MT）進一步驗證。
圖9 橫向裂紋MT驗證
4 結論
超聲波探傷是檢出焊縫橫向裂紋的有效手段，尤其是厚壁焊縫，射線檢測靈敏度下降，難以發現其中的橫向裂紋。用超聲波檢測方法，選擇正確的參數、合適的掃查方式，掌握橫向裂紋的靜態和動態波形特點，能夠有效的判別橫向裂紋，這已舉措已經在海洋石油工程的各個項目中得到應用，并多次準確成功檢測出橫向裂紋，保證了多項工程質量。
【參考文獻】
[1]API RP 2X-2004 海上結構制造超聲檢測和磁粉檢測推薦作法及無損檢測人員技術資格鑒定指南[S].
[2]鄭暉，林樹青.超聲檢測[M].北京：中國勞動社會保障出版社，2008.
超聲波焊接范文6
[關鍵詞]奧氏體不銹鋼；焊縫；超聲波探傷
中圖分類號：TF764+.1 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2014）44-0014-01
奧氏體不銹鋼的生產與應用在不銹鋼行業中占據較大的比重，其在不銹鋼生產中將近占到70%的市場。隨著奧氏體不銹鋼的應用發展，其在焊縫方面需達到高質量的狀態，充分利用超聲波探傷的方法，優化奧氏體不銹鋼的焊縫連接。目前，超聲波探傷在焊縫中的應用，得到很大的推進，不僅提高奧氏體不銹鋼的焊接質量，而且保障其在不銹鋼市場中的地位。
一、超聲波在奧氏體焊接組織中的表現
奧氏體不銹鋼中的奧氏體組織，以順序性的晶粒存在，其在焊接中對超聲波的探傷有明顯的反應。由于奧氏體焊接組織呈現均勻的分布，所以超聲波探傷時不會發生太大的散射，具有穩定的檢測結果，實際超聲波在奧氏體焊接組織中，利用了各向異性的特性，在超聲波中得出較大波長[1]。超聲波探測在奧氏體焊接組織中，同樣利用了散射原理，通過波的散射研究超聲波的各個特性，如果奧氏體焊接組織內的晶粒散射后的波長接近超聲波的10/1時，表明此類結構已經發生明顯的散射。奧氏體焊接組織本身具有很強的散射能力，再加上焊接處的影響，有可能干擾奧氏體不銹鋼的整體性，如果采用超聲波探傷，則會引起較大的波形散射，最終超聲波探傷發出的信號會被埋沒，進而影響到探傷的結果。
由此可見：超聲波在奧氏體焊接組織中存在一定的應用難度，有可能出現多種探傷結果，其中也包含虛假缺陷，大部分奧氏體焊接組織采取超聲波探傷時，都有很大的可能出現漏檢區域，當漏檢的奧氏體不銹鋼應用到實際中時，就會存在極大的風險隱患，所以超聲波探傷的方法需要結合奧氏體不銹鋼焊縫的實際情況，按照實際設計出超聲波探傷的試驗，探測出奧氏體焊接組織最真實的信息。
二、超聲波探傷在奧氏體焊接中的應用
奧氏體不銹鋼在初期階段的設計，焊縫部分的超聲波存在較大的差別，直接影響到超聲波掃描的速度。后期發展中，奧氏體不銹鋼磨合焊縫，一方面避免產生焊縫影響，另一方面提高超聲波探傷的掃描速度。針對奧氏體不銹鋼焊縫應用超聲波探傷的方法做如下分析：
1、超聲波探傷的衰減試驗
在奧氏體不銹鋼焊縫和母材上分別進行超聲波探傷衰減試驗，可以選用不同規格的探頭[2]。得出的試驗結果為：（1）超聲波在不同厚度的奧氏體不銹鋼焊縫處表現出的衰減比率為64：30，其中64次的超聲波屬于衰減情況，而30次沒有變化，由此證明超聲波經過奧氏體不銹鋼焊縫時，不一定具有正相關的衰減情況；（2）測定94次超聲波探傷，其中93組基本符合超聲波探測的使用標準，另外一組雖然具備衰減的表現，但是不能夠成為影響超聲波探傷測試的條件。
2、超聲波探傷方法的應用
奧氏體不銹鋼焊縫應用超聲波探傷的方法比較復雜，先確定奧氏體不銹鋼焊縫測試的試塊材料，根據材料位置調整超聲波探傷，實現1：1定位，再校正超聲波探傷的位置。超聲波探傷應用時需要重點調節測量的速度，因為有關數據資料顯示，奧氏體不銹鋼焊縫與母體探傷時，超聲波的速度受到影響，為規避試驗中的誤差，需要適度調節速度，待速度穩定后進入下一個試驗階段。著重分析超聲波探傷方法的應用，如：（1）先將超聲波通過母材，獲取標準的波動曲線，然后再進行一次超聲波探測，主要是獲取奧氏體不銹鋼焊縫處的波形，比對兩張波形圖，分析超聲波的衰減量，超聲波探測的靈敏度受到不銹鋼厚度的影響，需以評定線為標準，驗證奧氏體不銹鋼的焊縫；（2）通過不銹鋼試塊和得出的波形，實行焊縫探傷，選取割槽、橫孔兩種表現做為探傷的對比，超聲波探傷的結果表明，試塊與割槽兩者的厚度差距在0.5-1.3毫米之間，具有可比性，超聲波在試塊、割槽與橫孔處均表現出了不同的波形，能夠在超聲波的作用下確定探傷的位置。
3、超聲波探傷方法的分析
試驗結果中表示，超聲波探傷方法受到奧氏體不銹鋼焊縫處質量分級的影響，分析基于質量分級超聲波探傷的方法[3]。針對奧氏體不銹鋼采取橫波測試，探頭的頻率選擇為5MHz，運用水平1：1的探傷基線，得出焊接接頭質量分級的結果，如下表1。
三、基于超聲波探傷的奧氏體焊接實例
選取3mm≤δ≤10mm的奧氏體不銹鋼樣本，進行超聲波探傷的實際應用，檢測出所有的焊接缺陷。
1、實物檢測
奧氏體不銹鋼樣本的超聲波探傷分三組進行，分析實物檢測的結果。如：（1）樣本規格為Ф240×5，波高在Ⅲ區域，指示長度為20mm，表明樣本焊接處的根部未融合，缺陷長度大約是18mm；（2）樣本規格為Ф420×4，波高在Ⅲ區，分為環縫指示長度26mm和縱縫指示長度18mm，屬于丁字口部分焊縫沒有透實；（3）樣本規格為Ф600×4，波高在Ⅲ區，指示長度為全長，焊縫根部均為焊透。
2、結果分析
奧氏體不銹鋼焊縫的樣本，第三個樣本屬于筒節縱縫，當超聲波探傷時，在兩側會出現明顯的波形反射，分別分布在焊縫的中線上方2mm處和下方3mm處，可以判斷為缺陷波；第一和第二個樣本的超聲波探傷與起初焊縫的評定結果一致，沒有出現不同點[4]。因此，根據奧氏體不銹鋼焊縫應用超聲波的方法，可以得出以下幾點結論，如：（1）站在安全使用的角度分析，奧氏體不銹鋼焊縫探測，最好選用橫波探傷的方法，此類探傷方法能夠準確的檢測出不銹鋼焊接中存在的裂紋，以免影響奧氏體不銹鋼的安全應用；（2）超聲波探傷中有可能出現遺漏點，演化成更大的焊接缺陷，此類遺漏集中于圓形缺陷上，雖然其不易被超聲波探傷發現，但是其在應用中不會構成太大的安全威脅；（3）超聲波探傷在奧氏體不銹鋼焊縫應用中的實用性較強，適當調節超聲波探測的方式即可提高試驗水平。
結束語
超聲波探傷在奧氏體不銹鋼焊縫中起到重要的作用，明確探測中奧氏體不銹鋼潛在的質量缺陷。奧氏體不銹鋼焊縫在超聲波探傷方法的應用下，體現出更加高效的質量保障，有利于提升此類不銹鋼的應用水平。超聲波探傷方法應用后，不銹鋼內的奧氏體組織具備完整、連接的優勢，能夠穩定奧氏體不銹鋼在市場中的應用。
參考文獻
[1] 江斌.奧氏體不銹鋼焊縫超聲波探傷方法[J].東方電機，2012，（03）：78-80.
[2] 鄭中興.奧氏體不銹鋼焊縫的超聲探傷方法[J].無損探傷，2011，（04）：18-20.
