【導(dǎo)讀】通過焊接的方法使一塊或多塊板材拼接到一起，而板材焊接質(zhì)量的檢驗(yàn)主要是通。過超聲檢測技術(shù)完成的。本文針對板材對接焊縫在實(shí)際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)的問題以及對。JB/標(biāo)準(zhǔn)的理解，論述超聲檢測的物理基礎(chǔ)、超聲檢測的設(shè)備和工藝參數(shù)。根據(jù)給定的板材焊縫，通過實(shí)驗(yàn)檢測該焊縫缺陷，詳細(xì)介。檢測到的缺陷進(jìn)行了等級評定并編制工藝卡。

　　

【正文】 2021屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 〈 2〉工件材質(zhì)的影響：工件材質(zhì)對缺陷定位的影響可以從聲速和內(nèi)應(yīng)力兩個(gè)方面來說，當(dāng)工件與試塊的材質(zhì)不同時(shí)，就會(huì)使 K 值發(fā)生變化，另外工件內(nèi)應(yīng)力較大時(shí)，將使聲波的傳播速度和方向發(fā)生變化，當(dāng)應(yīng)力方向與波的傳播方向一致時(shí)，若為壓縮應(yīng)力，則應(yīng)力作用使試件彈性增強(qiáng)，這時(shí)聲速加快，反之，若為拉伸應(yīng)力，則聲速減慢，當(dāng)應(yīng)力與波的傳播方向不一致時(shí)，質(zhì)點(diǎn)振動(dòng) 軌跡受應(yīng)力干擾使波的傳播方向發(fā)生變化均會(huì)影響缺陷定位。 〈 3〉工件表面形狀的影響，探測工件曲面時(shí)，探頭與工件接觸有兩種情況。一種是平面與曲面的接觸，這時(shí)為點(diǎn)或線觸，握持不當(dāng)時(shí)，探頭折射角容易發(fā)生變化。另一種是將探頭斜契磨成曲面。探頭與工件曲面接觸，這時(shí)折射角和聲束形狀可發(fā)生變化都會(huì)影響缺陷定位。 〈 4〉工件邊界的影響：當(dāng)缺陷靠近工件邊界時(shí)，由于側(cè)壁反射波與直接入射波在缺陷處產(chǎn)生干涉，使聲場聲壓分布發(fā)生變化，聲束軸線發(fā)生偏離，使缺陷定位誤差增加。 〈 5〉工件溫度的影響：探頭的 K值一般在室溫下測定的，當(dāng)探測的工 件溫度發(fā)生變化時(shí)，工件的聲速發(fā)生變化，使探頭的折射角隨之發(fā)生變化影響缺陷定位。 〈 6〉工件中缺陷情況的影響：工件內(nèi)缺陷方向也會(huì)影響缺陷定位，缺陷傾斜時(shí)，擴(kuò)散波束入射至缺陷時(shí)回波較高，而定位是誤以為缺陷在軸線上，從而導(dǎo)致定位不準(zhǔn)。 .操作人員的影響： 〈 1〉儀器時(shí)基線比例的影響：儀器時(shí)基線比例一般在試快上調(diào)節(jié)，當(dāng)工件與試塊的聲速不同時(shí)，儀器的時(shí)基線比例發(fā)生變化，影響缺陷定位精度。另外，調(diào)節(jié)比例時(shí)，回波前沿沒有對準(zhǔn)相應(yīng)水平刻度或讀數(shù)不準(zhǔn)，但缺陷定位誤差增加。 〈 2〉測試入射點(diǎn) k 值的影響：橫波探傷時(shí)， 當(dāng)測定探頭的入射點(diǎn)， k值誤差較大時(shí)，也會(huì)影響缺陷定位。 〈 3〉定位方法的影響：橫波周向探測圓柱同形工件時(shí)缺陷定位與平板不同。若仍按平板工件處理，那么定位誤差將會(huì)增加。 2021屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18 第五章 焊縫超聲檢測的 工藝規(guī)程 檢測面的修整 試件表面狀況的好壞，直接影響檢測結(jié)果，因此，應(yīng)清除焊接試件表面的飛濺物、氧化皮、凹坑及銹蝕等。一般用砂輪機(jī)、銼刀、噴砂機(jī)、鋼絲刷、磨石砂紙等對檢測面進(jìn)行修整，表面粗糙度 Ra 一般不大于 。 焊縫兩側(cè)檢測面的修整寬度應(yīng)至少等于探頭的移動(dòng)區(qū)。可根據(jù)木 材厚度、所用探頭的 K值（或折射角 a）和探頭的尺寸（ A）確定。以 P 表示跨距，則： P=2TK 公式中 K—— 探頭的K 值 ,T—— 試件的厚度通常在上述基本原則下，關(guān)于檢測面修整寬度的具體計(jì)算方法，各標(biāo)準(zhǔn)中有不同的規(guī)定。按焊縫檢測工藝卡中 JB/ 中規(guī)定：采用直射法檢測時(shí)，探頭移動(dòng)區(qū)應(yīng)大于等于 ，采用一次反射法檢測時(shí)，探頭移動(dòng)區(qū)應(yīng)大于或等于 。 儀器的調(diào)整過程 按深度 1:1 調(diào)節(jié)掃描速度 （ 1） 調(diào)節(jié)水平旋鈕將脈沖左移 10mm。 （ 2） 將探頭置于 CSKIIIA 試塊上，選擇兩個(gè)相 差一倍的孔，如 d=20 和 d=40 的孔，先將探頭對準(zhǔn) d=20 的橫孔 ?1mm 6mm，找到最高回波，然后用微調(diào)旋鈕將其前沿調(diào)至水平刻度20 處。 （ 3） 后移探頭，找到 d=40mm 橫孔 ?1mm 6mm 的最高回波。若此時(shí)回波前沿長度所對的水平刻度為 y，應(yīng)求出 x=40y，當(dāng) x 為 0 時(shí)，正好是深度 1:1。當(dāng) x 為正值時(shí)，用微調(diào)旋鈕把回波大讀數(shù)移動(dòng)到 y+2IxI，當(dāng) x為負(fù)時(shí)，用微調(diào)旋鈕將回波向小數(shù)移動(dòng)到 y2IxI。 用水平旋鈕將回波前沿調(diào)至水平刻度 40 處，這時(shí)深度 1:1 的掃描速度就調(diào)好了， d=20mm的橫波 ?1mm 6mm 的最高 回波也正對 20 處。 調(diào)起始靈敏度 探頭對準(zhǔn) d=70mm 的橫孔 ?1mm 6mm，衰減 20dB，調(diào)節(jié)增益旋鈕使 d=70mm 的橫孔 ?1mm6mm 的最大回波大基準(zhǔn) 60％。 測定探頭的前沿距離 L0 值和 K 值 （ 1）前沿距離的測定 : a 開啟儀器后調(diào)節(jié)相關(guān)旋鈕，使時(shí)基線亮度清晰。 b 將探頭放在 CSKⅠ A試塊圓心上，使聲束對準(zhǔn) R100 圓弧面，盡量使聲束軸線與試塊兩側(cè)面相平行。 2021屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 c 調(diào)節(jié)增益和深度旋鈕，使 R100 圓弧面反射回波出現(xiàn)在熒光屏上易于觀察的位置。 d 移動(dòng)探頭使 R100 圓弧面反射回波 達(dá)到最高，固定探頭。 e 用直尺測出探頭端面到圓弧端面的距離 M1 . f 重復(fù) d～ e 兩步驟，測出 M M3。并計(jì)算出平均值 M0則 L0=100M0 ,則距探頭端面 L0 處為探頭的入射點(diǎn)。 （ 2） k值的測定： a 開啟儀器調(diào)節(jié)相關(guān)旋鈕，使時(shí)基線清晰明亮。 b 將探頭置于 CSKⅠ A試塊 K2 位置附近，使聲束對準(zhǔn)直徑 50 的橫孔，調(diào)節(jié)增益和深度旋鈕，使直徑 50 的橫孔反射回波顯示在熒光屏上容易觀察的位置。 c 移動(dòng)探頭找到直徑 50 最高反射回波時(shí)，固定探頭， d 用直尺測量出探頭端面到試塊端面的距離 L1. e 重復(fù) c～ d 測出 L L3。計(jì)算出 L的平均值 L4。則探頭 K值為： K=(L1+L035)/30 時(shí)基線的調(diào)節(jié) 由工藝卡知按深度 2:1 調(diào)節(jié)。使 CSKⅢ A試塊上深度為 10mm 和 20mm 的橫孔最高回波的前沿分別處于時(shí)基線的 20 和 40處。則時(shí)基線調(diào)節(jié)成功。 繪制距離波幅曲線 步驟如下： a 將探頭對 CSKⅢ A 試塊上深度為 10mm 的橫孔，移動(dòng)探頭找到該橫孔的最高回波后固定探頭，調(diào)節(jié)增益，使其最高回波的波峰達(dá)到熒光屏滿深度的 80%，并標(biāo)記在熒光屏上。 b 在增益不變的情況下，逐次將探頭分別對 準(zhǔn)深度為 20mm、 30mm、 40mm 的各橫孔，移動(dòng)探頭分別找到各橫孔的最高回波將各個(gè)波峰標(biāo)記在熒光平面上，連接各波峰峰點(diǎn)，繪制出一條曲線。 c 按標(biāo)準(zhǔn) JB/ 中規(guī)定，以繪制的曲線為基準(zhǔn)，分別增益 9Db、 3dB、 5dB ，即得評定線、定量線、判廢線 。則距離波幅曲線繪制完成。 d 在檢測橫向缺陷時(shí)，應(yīng)將各線靈敏度均提高 6dB. 測長線： ?1mm 6mm9dB 定量線： ?1mm 6mm3dB 判廢線： ?1mm 6mm5dB 以 d為橫坐標(biāo)，以 dB 值為縱坐標(biāo)，注明所用探頭，試塊。 缺陷的掃查及評定 : a 通常檢測縱向缺陷將探頭放在焊縫的一側(cè)，聲束方向垂直于焊縫軸線，沿鋸齒形路線進(jìn)行掃查。目的是發(fā)現(xiàn)焊縫中的缺陷。掃查時(shí)探頭作 10176?！?15176。的轉(zhuǎn)動(dòng)。以便發(fā)現(xiàn)與焊縫傾斜的缺陷。相鄰兩次探頭移動(dòng)的間距保證至少有探頭寬度的 10％的重疊。此外有時(shí)還需進(jìn)行斜平行掃查、平行掃查和交叉掃查均是為了發(fā)現(xiàn)橫向缺陷。掃查速度應(yīng)小于 150mm/s。 2021屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 b 當(dāng)發(fā)現(xiàn)缺陷時(shí)，可根據(jù)水平刻度數(shù)值 t 計(jì)算出垂直深度 Df和距入射點(diǎn)的水平距離 Lf。假 設(shè) 用深 度 1： n 調(diào) 節(jié)時(shí) 基線 ，則 一次 波法 探 傷時(shí) Df=nt。Lf= 次波 法 時(shí)Df=2Tnt。Lf=ntk(T 為焊板的厚度 )。用直尺量出缺陷波幅最大時(shí)探頭發(fā)射點(diǎn)到焊縫邊緣的距離 L及焊縫的寬度 A。如果 L﹤ Lf﹤ L+A，則缺陷在焊縫中，如果 Lf﹤ L 或 Lf L﹥ L+A,則缺陷不在焊縫中，不屬于焊縫缺陷。進(jìn)而可以確定缺陷在 A 區(qū)還是在 B 區(qū)。（焊縫中軸線以上為A 區(qū)以下為 B 區(qū)。） c 掃查時(shí)注意缺陷回波只有一個(gè)還是有多個(gè)最高點(diǎn)。找到缺陷最高回波時(shí)固定探頭，調(diào)節(jié)儀器使評估線設(shè)置為定量線。然后把閘門移到缺陷回波之上，從儀器熒光屏右上角可以讀出177?！?dB，則缺陷當(dāng)量為：定量線＋177?！?dB。 并確定缺陷在Ⅰ區(qū)、Ⅱ區(qū)還是Ⅲ區(qū)。 d 當(dāng)缺陷回波只有一個(gè)最高點(diǎn)時(shí)，用 6dB 法測量缺陷的指示長度，當(dāng)缺陷回波有多個(gè)最高點(diǎn)時(shí)，用端點(diǎn)峰值法測量缺陷的指示長度。用直尺量出缺陷起點(diǎn)和終點(diǎn)到焊板左端的距離，進(jìn)而計(jì)算出缺陷的長度。 e 用以上步驟對其它缺陷進(jìn)行探測評定，并記錄相關(guān)數(shù)據(jù)。 缺陷評定與檢驗(yàn)結(jié)果分級 （ 1） 缺陷評定 （ 2） 檢驗(yàn)結(jié)果的等級分類 焊接超聲檢驗(yàn)分為四級： 1） 最大反射波幅不超過評定線的缺陷，均評為 I級。 2） 最大反射波幅超過評定線的缺陷，檢驗(yàn)者判定裂紋等危害性缺陷時(shí)，無論其波幅和尺寸如何，均評定為 IV級。 3） 反 射波幅位于 I區(qū)的非裂紋性缺陷，均評定為 I級。 4） 最大反射波幅位于 II區(qū)的缺陷，根據(jù)缺陷的長度指示按規(guī)定予以評級。 5） 反射波幅超過判廢線進(jìn)入 III區(qū)時(shí)的缺陷，無論其指示長度如何，均評定為 IV級。 清理現(xiàn)場 a 關(guān)閉儀器 b 將儀器試塊擦干凈 c 將試件擦干凈并在適當(dāng)?shù)奈恢么笊蠙z驗(yàn)標(biāo)記 d 將探傷記錄編號并妥善保存 超聲波檢測工藝卡 焊縫超聲波探傷后，應(yīng)將探傷數(shù)據(jù)、工件及工藝概況歸納在探傷的原始記錄中，并簽發(fā)檢驗(yàn)報(bào)告。 檢驗(yàn)報(bào)告是焊縫超聲波檢測的存檔文件，經(jīng)質(zhì)量管理人員審核后，正本發(fā)送委托部門，其副本由探傷部門保管。探傷記錄與報(bào)告應(yīng)具有追蹤性，并至少保存 7年以上以備隨時(shí)核查。 2021屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 下面舉例說明 對接焊縫焊板 檢測工藝卡的編寫過程。假設(shè) 焊板 情況： 某公司要求 對一塊 尺寸為 300 300 22mm的 鋼制焊板 進(jìn)行檢測，材料牌號為 Q235C，試件厚度為 22mm，坡口形式為 X形，合同要求按 JB/ AA級進(jìn)行驗(yàn)收，檢測方法依據(jù)JB/。 試件名稱 鋼焊板 材料牌號 Q235C 試件厚度 22mm 坡口形式 X形 焊接方式 焊條電弧焊 表面狀態(tài) 余高未清除 檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn) JB/ 檢驗(yàn)級別 B級 驗(yàn)收級別 II 級 儀器型號 UFDX5 探頭型號 探頭前沿 12mm 探頭 K 值 K2 探頭 標(biāo)準(zhǔn)試塊 CSKIA 對比試塊 CSKIIIA 檢測面 單側(cè)雙面 耦合劑 機(jī)油 表面補(bǔ)償 4dB 檢測區(qū)域 20mm 檢測方法 橫波斜入射 時(shí)基線調(diào)節(jié) 深度 2： 1 掃查方式 鋸齒形掃查和焊縫兩側(cè)斜平行掃查 探頭掃查區(qū)域 大于 110mm 最大掃查間距 不大于 13mm 最大掃查速度 不大于 150mm/s 檢測靈敏度 縱向缺陷：評定線 ∮ 3－ 9dB 橫向缺陷：評定線 ∮ 3－ 3dB 探頭掃查區(qū)域： 檢測區(qū)域： 2021屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22 第六章 總結(jié) 科技在發(fā)展，焊縫無損檢測技術(shù)也在向著自動(dòng)化、智能化和信息化發(fā)展。但是，我們也應(yīng)看到，針對我國當(dāng)前的實(shí)際情況，手動(dòng)人工超聲波探傷仍然是主要的探傷方法，并在實(shí)際的超聲波探傷過程中涌出許多新問題。針對這些實(shí)際問題，在指導(dǎo)老師的悉心指導(dǎo)下，在前人的研究成果上，本文對焊縫超聲波檢測技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的描述，并通過鋼板焊縫超聲波探傷實(shí)驗(yàn)詳細(xì)講述了超聲波探傷的操作步驟、注意事項(xiàng)和等級評定。 本課題著重做了以下工 作： 詳細(xì)講述了超聲波探傷的原理、分類、等級評定和評定標(biāo)準(zhǔn)。 結(jié)合實(shí)驗(yàn)詳細(xì)介紹了超聲波探傷的操作步驟和注意事項(xiàng)，并對給定的板材焊縫進(jìn)行了現(xiàn)場探傷和等級評定，完成了焊縫超聲波報(bào)告和焊縫超聲檢測工藝卡。 焊縫超聲波檢測作為檢驗(yàn)焊縫質(zhì)量的一種有效方法，其檢測的可靠性和有效性還待進(jìn)一步完善。由于超聲檢測本身所固有的特點(diǎn)和局限性，在實(shí)際的無損檢測中還須與其他方法配合使用。我們堅(jiān)信，隨著研究工作的進(jìn)一步深入，此問題還會(huì)不斷完善。 2021屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 23 參考文獻(xiàn) [1] NDT 全國特種設(shè)備無損檢 測人員資格考核統(tǒng)編教材（超聲檢測），第二版 . 北京：中國勞動(dòng)社會(huì)保障出版社， 2021. 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