【正文】 ：對(duì)接、角接、搭接和 T 型接頭 例如 破口形式 I 型 V 型 X 型 U 型 單邊 V 型 K 型 缺陷：氣孔、未焊透、未熔合、夾渣、裂紋 第二節(jié) 對(duì)接焊縫超聲波檢測(cè) 一、 超聲檢測(cè)技術(shù)等級(jí)選擇 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。兩種探頭的折射角相差應(yīng)不小于 10176。 2）采用直射法檢測(cè)時(shí)，探頭移動(dòng)區(qū)應(yīng)大于或等于 。母材檢測(cè)的要點(diǎn)如下： a） 檢測(cè)方法：接觸式脈沖反射法，采用頻率 2MHz～ 5MHz的直探頭，晶片直徑 10mm～ 25mm。～ 15176。 3 缺陷位置測(cè)定 缺陷位置測(cè)定應(yīng)以獲得缺陷最大反射波的位置為準(zhǔn)。 注 2： 當(dāng)焊縫長(zhǎng)度不足 9T(Ⅰ級(jí) )或 (Ⅱ級(jí) )時(shí)，可按比例折算。 3）應(yīng)注意熒光屏指示的缺陷深度或水平距離與缺陷實(shí)際的徑向埋藏深度或水平距離弧長(zhǎng)的差異，必要時(shí)應(yīng)進(jìn)行修正。在一跨距聲程內(nèi)最大傳輸損失差小于或等于 2dB 時(shí)可不進(jìn)行補(bǔ)償。 ～ 45176。 圖 38 檢測(cè)和探頭移動(dòng)區(qū) b） 探頭移動(dòng)區(qū)應(yīng)清除焊接飛濺、鐵屑、油垢及其他雜質(zhì)。作兩個(gè)方向的斜平行掃查，見圖 33。 解：λ = mmfC 66 ???? 。調(diào)節(jié)衰減器，作出雙晶直探頭的距離－波幅曲線，并以此作為基準(zhǔn)靈敏度。 圖 31 CSⅡ標(biāo)準(zhǔn)試塊 表 5 CSⅡ標(biāo)準(zhǔn)試塊尺寸 mm 試塊序號(hào) 孔徑 檢 測(cè) 距 離 L 1 2 3 4 5 6 7 8 9 CSⅡ 1 φ 2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 CSⅡ 2 φ 3 CSⅡ 3 φ 4 CSⅡ 4 φ 6 （ 3）、 檢測(cè)面是曲面時(shí)，應(yīng)采用 CS Ⅲ標(biāo)準(zhǔn)試塊來(lái)測(cè)定由于曲率不同而引起的聲能損 失，其形狀和尺寸按圖 32所示。 二、檢測(cè)方法 1 軸類鍛件的檢測(cè) 軸類鍛件的鍛造工藝主要以拔長(zhǎng)為主，應(yīng)而大部分缺陷取向與軸線平行，此類缺陷的檢測(cè)以縱波直探頭從徑向探測(cè)效果最佳。 單個(gè)缺陷指示面積的評(píng)定規(guī)則 a) 一個(gè)缺陷按其指示的面積作為該缺陷的單個(gè)指示面積。 （ 全面掃查、列線掃查、格子掃查、邊緣掃查。在圖 18中，點(diǎn)反射體所顯示的回波動(dòng)態(tài)特征與波形Ⅱ相似，而不像波形Ⅰ。圖 H14 表示聲束接近垂直入射時(shí)，由光滑的大平面反射體所產(chǎn)生的波型模式Ⅱ。 其方法： 相對(duì)靈敏度法、絕對(duì)靈敏度 法和端點(diǎn)峰值法 。 解： d=2 40=80mm k= l=kd= 80=120mm R= 54021080 ?mm H=R mmdRKd )80540()(540)()( 2222 ???????? L= mmtgdR KdtgR 11 ?????? ??? 當(dāng)探頭 從圓柱曲面外壁作周向檢測(cè)時(shí)，弧長(zhǎng)總比水平距離大，但深度卻總比 d 值小 但探頭 從圓柱曲面內(nèi)壁作周向檢測(cè)時(shí)，弧長(zhǎng)總比水平距離小，但深度卻總比 d 值大 第六節(jié) 缺陷大小的測(cè)定 當(dāng)量法、底波高度法和測(cè)長(zhǎng)法三種 當(dāng) 量法和底波高度法用于缺陷尺寸小于聲束截面的情況，測(cè)長(zhǎng)法用于缺陷尺寸大于聲束截面情況。 不同曲率半徑的耦合效果也不相同，曲率半徑大，耦合效果好。 所以探傷時(shí)都要加補(bǔ)償。 (f= ?C f 升高 λ減少 ) 2）、頻率高，脈沖寬度小，分辨力高，有利于區(qū)分相鄰缺陷。例如：相控陣檢測(cè)方法。 共振法 ： 若超聲波在被檢工件內(nèi)傳播，當(dāng)試件的厚度為超聲波的半波長(zhǎng)的整數(shù)倍時(shí)，將引起共振 ，儀器顯示出共振頻率，但試件內(nèi)存在缺陷或工件厚度發(fā)生變化時(shí)，將改變?cè)嚰墓舱耦l 率。 三、按探頭數(shù)目分類 單探頭法 使用一個(gè)探頭兼在發(fā)射和接收超聲波的檢測(cè)方法稱為單探頭法。 對(duì)于大型零件檢測(cè)，應(yīng)選擇靈敏度余量高、信噪比高、功率大的儀器。 2)、盡可能是檢測(cè)聲束與缺陷垂直，在條件許可時(shí)，盡量用 K 大些的探頭。（這是水浸檢測(cè)中的水層耦合原理） 為使耦合層耦合效果最好，則必須使 r≈ 0， t=1，即聲能從探頭全部透到工件， r=2222222s in)1(4112s in)1(41????dmmdmm??? sin222?d? ≈ 0 即 d=0 即工件表面越平整， t=222 2s in)1(4111?? dmm ?? 耦合劑層厚 d 越接近零，耦合越好。 Lf=40mm ， df= mmKl f 20240 ?? 3）、按深度調(diào)節(jié)掃查速度 采用水平距離進(jìn)行調(diào)節(jié)，即示波器的水平刻度為探頭到缺陷的深度距離。 當(dāng)量計(jì)算法對(duì)缺陷定量不需要任何試塊。 缺陷的影響 1）、缺陷形狀的影響 平面形缺陷 Pf=220 XFFP fs? (平底孔 ) 球形缺陷 Pf=204 XDFP fs? (球孔 ) 長(zhǎng)圓柱缺陷 Pf=232122 XDFP fso? (長(zhǎng)橫孔 ) 2）、缺陷方位的影響 3）、缺陷波的指向性 垂直射入圓平面形缺陷時(shí)，當(dāng)缺陷直徑為波長(zhǎng)的 23 倍以上時(shí)，具有較好的指向性，缺陷回波較高；反之較低 ；當(dāng)缺陷直徑大于波長(zhǎng)的 3 倍時(shí)，不論是垂直入射還是傾斜入射，都可把缺陷對(duì)聲波的反射看成鏡面反射。 圖 16 傾斜入射時(shí)不規(guī)則大反射體的回波動(dòng)態(tài)波形 波形模式Ⅳ 探頭在各個(gè)不同的位置檢 測(cè)缺陷時(shí)，熒光屏上顯示一群密集信號(hào)（在熒光屏?xí)r基線上有時(shí)可分辨，有時(shí)無(wú)法分辨），探頭移動(dòng)時(shí)，信號(hào)時(shí)起時(shí)伏。 板厚大于 20mm 時(shí)，應(yīng)將 CBⅡ試塊 φ 5 平底孔第一次反射波高調(diào)整到滿刻度的 50%作為基準(zhǔn)靈敏度。此時(shí)，探頭中心的移動(dòng)距離即為缺陷的指示長(zhǎng)度，探頭中心即為缺陷的邊界點(diǎn)。 鋼板橫波檢測(cè) 見 JB/ B（規(guī)范性附錄）進(jìn)行。 一般原則 鍛件應(yīng)進(jìn)行縱波檢測(cè)，對(duì)筒形和環(huán)形鍛件還應(yīng)增加橫波檢測(cè)。 3）、 工件上三處衰減系數(shù)的平均值即作為該工件的衰減系數(shù)。 六 缺陷 回 波的判定 1 當(dāng)量直徑超過(guò)φ 4mm的單個(gè)缺陷（其缺陷間距大于 50mm） ，要測(cè)定波幅，缺陷大小和位置（缺陷較小時(shí)，用當(dāng)量法當(dāng)量，當(dāng)缺陷較大時(shí)，用 6dB 法測(cè)定其邊界和面積范圍。 B 級(jí)檢測(cè)： a) 母材厚度為 8mm～ 46mm 時(shí)，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)。的窄間隙焊縫，如有可能應(yīng)增加對(duì)檢測(cè)與坡口表面平行缺陷有效的檢測(cè)方法。 推薦采用的斜探頭 K 值 板厚 T， mm K 值 6～ 25 ～ （ 72176。如果距離－波幅曲線繪制在熒光屏上，則在檢測(cè)范圍內(nèi)不低于熒光屏滿刻度的 20%。的斜向掃查。 2) 當(dāng)缺陷反射波峰值起伏變化，有多個(gè)高點(diǎn)，且位于Ⅱ區(qū)或Ⅱ區(qū)以上時(shí)，使波幅降到熒光屏滿刻度的 80%后，應(yīng)以端點(diǎn) 6dB法測(cè)其指示長(zhǎng)度。 八 缺陷評(píng)定 1 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)波型并結(jié)合結(jié)構(gòu)工藝特征作判定，如對(duì)波型不能判斷時(shí)，應(yīng)輔以其他檢測(cè)方法作綜合判定。 圖 21 四種基本掃查方法 曲面工件（直徑小于或等于 500mm）對(duì)接焊接接頭的超聲檢測(cè) a） 檢測(cè)面為曲面時(shí)，可盡量按平板對(duì)接焊接接頭的檢測(cè)方法進(jìn)行檢測(cè)。 表 19 距離 波幅曲線的靈敏度 試塊型式 板厚， mm 評(píng)定線 定量線 判廢線 CSKⅡ A 6～ 46 φ 24018dB φ 24012dB φ 2404dB ＞ 46～ 120 φ 24014dB φ 2408dB φ 240+2dB CSKⅢ A 8～ 15 φ 1612dB φ 166dB φ 16+2dB ＞ 15～ 46 φ 169dB φ 163dB φ 16+5dB ＞ 46～ 120 φ 166dB φ 1 6 φ 6+10dB b） 壁厚大于 120mm 至 400mm 的焊接接頭，其距離－波幅曲線靈敏度按表 20的規(guī)定。） 25～ 46 ～ （ 68176。檢測(cè)時(shí)，將探頭放在與焊縫及熱影響區(qū)上作兩個(gè)方向的平行掃查 圖 33 斜平行掃查 圖 34 平行掃查 二、試塊 采用的標(biāo)準(zhǔn)試塊為 CSKⅠ A、 CSKⅡ A、 CSKⅢ A和 CSKⅣ A 圖 35 CSKⅠ A 試塊 圖 36 CSKⅡ A 試塊 圖 37 CSKⅢ A 試塊 CSKⅣ A 試塊尺寸 mm CSKⅣ 被檢工件厚度 對(duì)比試塊厚度 T 標(biāo)準(zhǔn)孔位置 b 標(biāo)準(zhǔn)孔直徑 d ＞ 120～ 150 135 T/ T/2 (1/4 in) ＞ 150～ 200 175 T/ T/2 (5/16 in) ＞ 200～ 250 225 T/ T/2 (3/8 in) ＞ 250～ 300 275 T/ T/2 (7/16 in) ＞ 300～ 350 325 T/ T/2 (1/2 in) ＞ 350～ 400 375 T/ T/2 (9/16 in) CSKⅠ A、 CSKⅡ A 和 CSKⅢ A 試塊適用壁厚范圍為 6mm～ 120mm的焊接接頭， CSKⅠ A 和 CSKⅣ A 系列試塊適用壁厚范圍大于 120mm 至400mm 的焊接接頭。 c) 母材厚度大于 120mm 至 400mm 時(shí)，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)。餅形鍛件記錄大于或大于φ 4mm 當(dāng)量直徑缺陷密集區(qū)，其他鍛件應(yīng)記錄大于或大于φ 3mm 當(dāng)量直徑的缺陷密集區(qū)，密集區(qū)密集為 50mm 50mm 的方塊最為最小量度單位，其邊界可用 6dB 法決定。 檢測(cè)時(shí)機(jī) 檢測(cè)原則上應(yīng)安排在熱處理后，孔、臺(tái)等結(jié)構(gòu)機(jī)加工前進(jìn)行，檢測(cè)面的表面粗糙度 Ra≤ m。探頭晶片面積不小于150mm2；單晶直探頭的公稱頻 率應(yīng)選用 2～ 5MHz，探頭晶片一般為 φ14～ φ 25mm。鍛壓過(guò)程包括加熱、變形和冷卻。 d) 確定 c）中缺陷的邊界范圍或指示長(zhǎng)度時(shí)，移動(dòng)探頭（單直探頭或雙直探頭）使底面第一次反射波升高到熒光屏滿刻度的 50%。若檢測(cè)人員認(rèn)為需要或設(shè)計(jì)上有要求時(shí)，也可選鋼板的上、下兩軋制表面分別進(jìn)行檢測(cè)。圖 17 表示由密集形缺陷所產(chǎn)生的反射動(dòng)態(tài)波形Ⅳ。 三、根據(jù)缺陷波形分析缺陷性質(zhì) 1 回波動(dòng)態(tài)波形的類型 波形模式Ⅰ 圖 13 表示點(diǎn)反射體產(chǎn)生的波形模式Ⅰ，即在熒光屏上顯示出的一個(gè)尖銳回波。 解： λ = mmfC 66 ???? N= mmD 144 22 ???? 3N=3 21=63210mm 設(shè) 420 處大平底回波聲壓為 PB， 210mm 處缺陷回波聲壓為 Pf，則 Δ Bf=20lg 26 2222 ??? ???? DDx xPP fb ffB ? ?dB Df= 2 ??? ?? 答：該缺陷當(dāng)量平底孔為φ 例 ： 用 探頭徑向檢測(cè)直徑為 500mm 的實(shí)心圓柱鋼工件，CL=5900m/s，α =，利用底波調(diào)整 500/φ 2 靈敏度，檢測(cè)在 400mm 處發(fā)現(xiàn)一缺陷，其回波比靈敏度基準(zhǔn)波高 22 dB， 求此缺陷的當(dāng)量大小。 df=40mm lf= Kdf= 40=60mm 一次反射波進(jìn)行檢測(cè) 1）、聲程調(diào)節(jié)掃查速度 T lf B β Xf df T 圖 10 τ f lf= Xf sinβ =nτ f sinβ df=2T Xfcosβ =2T nτ fcosβ 2）、按水平調(diào)節(jié)掃查速度 lf= nτ f d