超聲波檢測焊縫

1、中厚板對接焊縫超聲波檢測實際操作要點一.檢測前的準備1.選擇探頭1 ) K值的選擇(1) 探頭K值的選擇應從以下三個方面考慮：使聲束能掃查到整個焊縫 截面；(2) 使聲束中心線盡量與主要危險性缺陷垂直；(3) 保證有足夠的探傷靈敏度設(shè)工件厚度為T,焊縫上下寬度的一半分別為 a和b,探頭K值為K,探頭 前沿長度為L0,則有：K (a+b+Lo) /T一般斜探頭K值可根據(jù)工件厚度來選擇，較薄厚度采用較大K值，如814厚度可選K3.0K2.0探頭，以便避免近場區(qū)探傷，提高定位定量精度；較厚工件 采用較小K值，以便縮短聲程，減小衰減，提高探傷靈敏度。如 1546厚度可選 K2.0K1.5探頭，同時還可

2、減少打磨寬度。在條件允許的情況下，應盡量采用大 K值探頭。探頭K值常因工件中的聲速變化和探頭的磨損而產(chǎn)生變化，所以探傷前必須 在試塊上實測K值，并在以后的探傷中經(jīng)常校驗。2)頻率選擇焊縫的晶粒比較細小，可選用比較高的頻率探傷，一般為2.55.0MHz。對于 板厚較小的焊縫，可采用較高的頻率；對于板厚較大，衰減明顯的焊縫，應選用 較低的頻率。2 .探頭移動區(qū)寬度焊縫兩側(cè)探測面探頭移動區(qū)的寬度P一般根據(jù)母材厚度而定的羯向椎*叵圖1探頭移動區(qū)和檢測區(qū)厚度為8 46mm勺焊縫采用單面兩側(cè)二次波探傷，探頭移動區(qū)寬度為：P . 2KT+50 (mm)厚度為大于46mm勺焊縫采用雙面兩側(cè)一次波探傷，探頭移動

3、區(qū)寬度為：P . KT+50 (mm)式中 K-探頭的K值；T-工件厚度。工件表面的粗糙度直接影響探傷結(jié)果，一般要求表面粗糙度不大于6.3 Nm否則應予以修整3 .耦合劑的選擇在焊縫探傷中，常用的耦合劑有機油、甘油、漿糊、潤滑脂和水等，實際探 傷中用的最多的是漿糊和機油。二.探頭測定與儀器(A型)的調(diào)節(jié)1 .探頭測試1)斜探頭入射點的測試斜探頭的入射點是指其主聲束軸線與探測面的交點。入射點至探頭前沿的距離稱為探頭的前沿長度。測定探頭的入射點和前沿長度是為了便于對缺陷定位和 測定探頭的K值。將斜探頭放在CSK-IA試塊上，使R100的圓弧面反射回波達到達到最高時斜 楔底面與試塊圓心的重合點就是該

4、探頭的入射點。這時探頭的前沿長度L0為：Lo = R- MR為試塊圓弧的半徑；M為探頭前端部至試塊圓弧面邊緣的距離圖2用CSK-IA試塊斜探頭入射點的測試2）測定斜探頭K值斜探頭K值是指被探工件中橫波折射角的正切值:K=tg BsK值的測定一般常用CSK-IA試塊上的50孔來進行，具體方法是將探頭對 準試塊上的50孔，找到最大反射回波，并測出探頭前沿至試塊端面的距離L,則：K=tg Bs =(L+10-35 ) /30圖3用CSK-IA試塊測定斜探頭K值斜探頭K值的測定，也可以用CSK-IIIA試塊在調(diào)節(jié)儀器掃描線比例時同時 進行。具體方法是在測定某一深度的 力1*6短橫孔時，找到孔的最大反射

5、回波后 用入射點至該孔的水平距離除以該孔的深度值，商即為K值?？捎貌煌疃鹊目?測得數(shù)值反復計算幾次求得平均值，這樣較為精確。2 .掃描線比例的調(diào)節(jié)1）按水平調(diào)節(jié)水平調(diào)節(jié)是使示波屏的水平刻度值直接顯示反射體的水平投影距離。該方法多用于較薄厚度（824）焊縫的檢測。常用CSK-IA或CSK-IIIA試塊進行調(diào)節(jié)。CSK-IA試塊調(diào)節(jié)方法如下：根據(jù)所用探頭的實測K值，先計算出R50 , R100對應的水平距離11和12：1 1= KR50/ 1+K212 = 21 i然后將探頭同時對準CSK-IA試塊上的R50和R10Q調(diào)節(jié)儀器使兩弧面反射 波B1和B2同時分別對準水平距離刻度1 1和1 2如圖4

6、。則水平距離掃描速度為 1: 1。圖4調(diào)節(jié)儀器使兩弧面反射波B1和B2同時分別對準水平距離刻度CSK-IIIA試塊調(diào)節(jié)方法如下：a.先將始脈沖對準零點再左移10mm使入射點大致對零點；b.將探頭對準試塊上20深的橫孔，找到最高反射回波 A,量出水平距離11,調(diào)整微調(diào)旋鈕使A波前沿對準水平刻度11,并記住讀數(shù)；c.將探頭對準試塊上40深的橫孔，找到最高反射回波B,量出水平距離12, 若此時示波屏上的B波讀數(shù)與水平距離12不符應計算出二者的水平讀數(shù)差值 A = 1 2 - X若A為正值，應將B波向大讀數(shù)移動，順時針轉(zhuǎn)動微調(diào)旋鈕將 B波調(diào)至X+2 A 0若A為負值，應將B波向小讀數(shù)移動至X-2A 0

7、d.用脈沖位移旋鈕將B波調(diào)至12。再用探頭找到A波看水平位置是否與11 相符，若相符則水平1: 1調(diào)整完畢。若不相符，則重復用 A B波反復調(diào)至與讀 數(shù)相符。2）按深度調(diào)節(jié)深度調(diào)節(jié)是使示波屏的水平刻度值直接顯示反射體的垂直深度。該方法多用于較大厚度（2446）焊縫的檢測。深度調(diào)節(jié)可在CSK-IA或CSK-IIIA試塊上進行。CSK-IA試塊調(diào)節(jié)方法如下：根據(jù)所用探頭的實測K值，先計算出R50 , R100對應的深度數(shù)值d1和d2：d1= R50/ 1+K2 d 2 = 2d 1然后將探頭同時對準CSK-IA試塊上的R50和R10Q調(diào)節(jié)儀器使兩弧面反射 波B1和B2分別對準示波屏刻度值 d1和d

8、2。例如：當K=2.0時，d1=22.4 ,d2=44.8 , 反復調(diào)節(jié)儀器的微調(diào)和脈沖位移旋鈕使 B1和B2分別對準示波屏刻度值22.4和 44.8 ,則深度1: 1調(diào)整完畢。CSK-IIIA試塊調(diào)節(jié)方法如下：a.將探頭對準試塊上20深的橫孔，找到最高反射回波A,調(diào)整微調(diào)旋鈕使A 波前沿對準水平刻度20處.b.再將探頭對準試塊上40深的橫孔，找到最高反射回波 B,若此時示波屏 上的B波讀數(shù)不在40處，應計算出二者的深度讀數(shù)差值 A = 40 - X若A為正值，應將B波向大讀數(shù)移動，順時針轉(zhuǎn)動微調(diào)旋鈕將 B波調(diào)至X+2 A 0若A為負值，應將B波向小讀數(shù)移動至X-2A 0c.用脈沖位移旋鈕將B

9、波調(diào)至40處。再用探頭找到A波看水平位置是否在 刻度20上，若相符則深度1: 1調(diào)整完畢。若不相符，則重復用 A、B波反復調(diào) 至與讀數(shù)相符。三.距離-波幅（dB）曲線的繪制與應用缺陷波高與缺陷大小及距離有關(guān)，大小相同的缺陷由于距離不同，回波高度也不相同。描述某一確定反射體回波高度隨距離變化的關(guān)系曲線稱為距離-波幅曲線。距離-波幅曲線（簡稱DAC曲線）由判廢線、定量線和測長線（又稱評定線） 組成。我:應我（火L ）定量i* CSL）注定戰(zhàn)EL圖5距離-波幅（dB）曲線如圖5所示，測長線與定量線之間（包括測長線）稱為 I區(qū)，定量線與判廢 線之間（包括定量線）稱為II區(qū)，判廢線及以上區(qū)域稱為III區(qū)

10、。不同板厚范圍 的距離一波幅曲線的靈敏度見下表：試 塊板厚mm測長線定量線判廢線CSK-IIIA8156 1*6-12dB6 1*6-6dB6 1*6+2dB15-466 1*6-9dB6 1*6-3dB6 1*6+5dB表1 JB4730不同板厚范圍的距離 一波幅曲線的靈敏度1 .曲線的制作（設(shè)板厚T=30）1）先測定好探頭的入射點和 K值，根據(jù)板厚將掃描線比例調(diào)整為深度 1:1。2）將探頭置于CSKIIIA試塊上，依次分別對準1070mm深的力1*6短橫 孔，調(diào)節(jié)衰減器，使不同深度的孔的最高反射回波達到基準高度（一般定為滿屏 的60%,記下不同孔深的相應dB值，依次填入表2,并將該板厚對應

11、的判廢線、 定量線和測長線靈敏度dB值再加上表面補償-4dB一同分別依次填入表2。3）利用表2中所列數(shù)據(jù)，以孔深為橫坐標，以dB值為縱坐標，在坐標紙上 依次描點連接分別繪出判廢線、定量線和測長線，標出 I區(qū)、II區(qū)和III區(qū)，并 注明所用探頭的頻率、晶片尺寸和實測 K值等。距離（孔深）mm10203040506070波幅（dB）1*648433935.5322926.5 1*6+5-4 dB (RL)49444036.5333027.5 1*6-3-4 dB (SL)41363228.5252219.5 1*6-9-4 dB (EL)35302622.5191613.5表2不同孔深對應的判廢線

12、、定量線和測長線靈敏度dB值（表面補償4dB）2 .距離-波幅（dB）曲線的應用1）調(diào)整檢測靈敏度：JB4730標準要求檢測掃查靈敏度不低于最大聲程處的 測長線靈敏度。這里T=30,二次波掃查最大深度為 60,由表2可知深度60處 的測長線靈敏度為16 dB,因此將衰減器讀數(shù)調(diào)至16dB,則掃查靈敏度調(diào)整完畢（同樣用一次波掃查時可將衰減器讀數(shù)調(diào)至 26 dB即可）。2）比較缺陷大?。豪缣絺邪l(fā)現(xiàn)兩缺陷，缺陷1、d1=10mm,波高為44dB, 缺陷2、d2=20mm,波高為42dB,試比較二者大小。由上表可以看出，缺陷1波高44dB,比相同深度的定量線（SL）高3dB0 缺陷2波高42dB,

13、比相同深度的定量線（SL）高6dB,所以缺陷2比缺陷1波 高還要高出3dB。因此缺陷2比缺陷1大。3）確定缺陷所在區(qū)域：以上兩缺陷均位于定量線（SL）以上，但沒有超出 判廢線（RL）,因此兩缺陷均位于II區(qū)，應測定缺陷長度，再根據(jù)長度平定級別。4）測定缺陷指示長度：以上述缺陷1為例，由上表或查曲線圖可知，該深 度位置的測長線（EL）靈敏度為35dB,則將儀器的衰減器調(diào)為35dB,將探頭對 準缺陷沿焊縫方向平行移動至波高降到基準高度即滿屏的60物止，該位置即缺陷指示長度的一端起點。然后將探頭向相反方向平行移動，同樣至波高降到基準 高度即滿屏的60斷止，該位置即缺陷指示長度另一端的起點。兩點間的距

14、離就 是缺陷1的指示長度。四.掃查方式在中厚板焊縫檢測中常用如下幾種掃查方式：1 .鋸齒型掃查如圖6探頭以鋸齒的路線進行運動，每次前進的齒距不得超過探頭晶片直 徑，間距過大會造成漏檢。為發(fā)現(xiàn)與焊縫成一定角度的傾斜缺陷， 探頭在做前后 鋸齒運動時，可同時作10o15o轉(zhuǎn)動。圖6.鋸齒型掃查2 .斜平行和平行掃查為了發(fā)現(xiàn)并檢出焊縫或熱影響區(qū)的橫向缺陷， 可將探頭沿焊縫兩側(cè)邊緣與焊 縫成一定角度（10o30o）做斜平行才3查，見圖7 。對于磨平的焊縫可直接在焊 縫及熱影響區(qū)作平行移動，見圖8。圖7斜平行掃查圖8平行掃查3 .其他方式掃查1）左右掃查與前后掃查：如圖9當用鋸齒掃查發(fā)現(xiàn)缺陷后，可用左右掃

15、查 與前后掃查找到缺陷的最大回波，用左右掃查來確定缺陷沿焊縫方向的指示長 度；用前后掃查來確定缺陷的水平距離或深度。2）轉(zhuǎn)角掃查：發(fā)現(xiàn)缺陷后用轉(zhuǎn)角掃查可以大致推斷缺陷的方向，如圖 9。3）環(huán)繞掃查：發(fā)現(xiàn)缺陷后用環(huán)繞掃查可以大致推斷缺陷的形狀，如圖 9。用此種方法掃查時，如果單一回波的高度變化不大，則可判斷為點狀缺陷，如果 回波的高度變化較大，則可判斷為面積缺陷。耨前圖9發(fā)現(xiàn)缺陷后的四種基本掃查方法五 . 缺陷的測定與評定檢測中發(fā)現(xiàn)缺陷波后，應根據(jù)示波屏上缺陷波位置以及探頭與焊縫的距離，來確定缺陷在焊縫中的實際位置。還應根據(jù)不同距離的波高確定缺陷的大小以及指示長度。1. 缺陷位置的測定1)水平定

16、位法：掃描線比例按水平1： 1 調(diào)節(jié)，發(fā)現(xiàn)缺陷示波屏上缺陷波前沿所對應的刻度值tf就是缺陷的水平距離lf。.用一次波探傷發(fā)現(xiàn)缺陷時：lf = ntfdf = lf/K用二次波探傷發(fā)現(xiàn)缺陷時：lf = ntfdf = 2T-lf/K例如 ： 用 K2 探頭探傷T=15mm 的對接焊縫，按水平1： 1 調(diào)節(jié)掃描速度，探傷中示波屏上水平刻度50 處發(fā)現(xiàn)一缺陷波，求此缺陷的位置。解： 由題可知一、二次波的水平距離為：L1 = KT=2*15=30L2=2 KT=2*2*15=6030 lf = 50 60可見此缺陷是二次波發(fā)現(xiàn)的，它的水平距離和深度分別為：L1 = n tf =1*50 = 50(mm

17、)df = 2T-lf/K =2*15 -50/2= 50(mm)2)深度定位法：當儀器掃描線比例按深度1： 1 調(diào)節(jié)時，示波屏上缺陷波前沿所對應的刻度值為tf。用一次波探傷發(fā)現(xiàn)缺陷時：df = n tflf = K df用二次波探傷發(fā)現(xiàn)缺陷時：df = 2T- ntflf= K n tf例如 ： 用 K2 探頭探傷T=40mm 的對接焊縫，按深度1： 1 調(diào)節(jié)掃描速度，探傷中在示波屏上水平刻度30 和 60 處各發(fā)現(xiàn)一缺陷波，求這兩個缺陷的位置。解： 由題可知：tf1 = 30 T = 40 ， 說明F1 是一次波發(fā)現(xiàn)的。其深度和水平距離分別為：df1 = n tf1 = 30 (mm)lf1 = K df1 = 2*30 = 60 (mm)又由題可知：40tf2 = 60 120-400Lrr”，最大不演過如II6 J2OnL =