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超聲波探傷在無損檢測焊接質量中的作用

焊縫檢驗方法: 1,外觀檢查.2,致密性試驗和水壓強度試驗.3,焊縫射線照相 .4,超聲波探傷.5,磁力探傷.6,滲透探傷.關于返修規定:具體情況具體對待,總之要力爭減少返修次數在廠房建設及設備安裝中大量使用鋼結構鋼結構的焊接質量十分重要無損檢測是保證鋼結構焊接質量的重要方法。
無損檢測的常規方法有直接用肉眼檢查的宏觀檢驗和用射線照相探傷、超聲波探傷、磁粉探傷、滲透探傷、渦流探傷等儀器檢測。肉眼宏觀檢測可以不使用任何儀器和設備但肉眼不能穿透工件來檢查工件內部缺陷而射線照相等方法則可以通過各種各樣的儀器或設備來進行檢測既可以檢查肉眼不能檢查的工件內部缺陷也可以大大提高檢測的準確性和可靠性。至于用什么方法來進行無損檢測這需根據工件的情況和檢測的目的來確定。
那么什么又叫超聲波呢?聲波頻率超過人耳聽覺頻率比20千赫茲高的聲波叫超聲波。用于探傷的超聲波頻率為0.4-25兆赫茲其中用得最多的是1-5兆赫茲。利用聲音來檢測物體的好壞這種方法早已被人們所采用。例如用手拍拍西瓜聽聽是否熟了;醫生敲敲病人的胸部檢驗內臟是否正常;用手敲敲瓷碗看看瓷碗是否壞了等等。但這些依靠人的聽覺來判斷聲響的檢測法比聲響法要客觀和準確而且也比較容易作出定量的表示。由于超聲波探傷具有探測距離大探傷裝置體積小重量輕便于攜帶到現場探傷檢測速度快而且探傷中只消耗耦合劑和磨損探頭總的檢測費用較低等特點目前建筑業市場主要采用此種方法進行檢測。
下面介紹一下超聲波探傷在實際工作中的應用。
接到探傷任務后首先要了解圖紙對焊接質量的技術要求。目前鋼結構的驗收標準是依據GB50205-95《鋼結構工程施工及驗收規范》來執行的。標準規定:對于圖紙要求焊縫焊接質量等級為一級時評定等級為Ⅱ級時規范規定要求做100%超聲波探傷;對于圖紙要求焊縫焊接質量等級為二級時評定等級為Ⅲ級時規范規定要求做20%超聲波探傷;對于圖紙要求焊縫焊接質量等級為三級時不做超聲波內部缺陷檢查。
在此值得注意的是超聲波探傷用于全熔透焊縫其探傷比例按每條焊縫長度的百分數計算并且不小于200mm。對于局部探傷的焊縫如果發現有不允許的缺陷時應在該缺陷兩端的延伸部位增加探傷長度增加長度不應小于該焊縫長度的10%且不應小于200mm當仍有不允許的缺陷時應對該焊縫進行100%的探傷檢查其次應該清楚探傷時機碳素結構鋼應在焊縫冷卻到環境溫度后、低合金結構鋼在焊接完成24小時以后方可進行焊縫探傷檢驗。另外還應該知道待測工件母材厚度、接頭型式及坡口型式。截止到目前為止我在實際工作中接觸到的要求探傷的絕大多數焊縫都是中板對接焊縫的接頭型式所以我下面主要就對焊縫探傷的操作做針對性的總結。一般地母材厚度在8-16mm之間坡口型式有I型、單V型、X型等幾種形式。在弄清楚以上這此東西后才可以進行探傷前的準備工作。
在每次探傷操作前都必須利用標準試塊(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。
1、探測面的修整:應清除焊接工作表面飛濺物、氧化皮、凹坑及銹蝕等光潔度一般低于▽4。焊縫兩側探傷面的修整寬度一般為大于等于2KT+50mm(K:探頭K值T:工件厚度)。一般的根據焊件母材選擇K值為2.5探頭。例如:待測工件母材厚度為10mm,那么就應在焊縫兩側各修磨100mm。
2、耦合劑的選擇應考慮到粘度、流動性、附著力、對工件表面無腐蝕、易清洗而且經濟綜合以上因素選擇漿糊作為耦合劑。
3、由于母材厚度較薄因此探測方向采用單面雙側進行。
4、由于板厚小于20mm所以采用水平定位法來調節儀器的掃描速度。
5、在探傷操作過程中采用粗探傷和精探傷。為了大概了解缺陷的有無和分布狀態、定量、定位就是精探傷。使用鋸齒形掃查、左右掃查、前后掃查、轉角掃查、環繞掃查等幾種掃查方式以便于發現各種不同的缺陷并且判斷缺陷性質。
6、對探測結果進行記錄如發現內部缺陷對其進行評定分析。焊接對頭內部缺陷分級應符合現行國家標準GB11345-89《鋼焊縫手工超聲波探傷方法和探傷結果分級》的規定來評判該焊否合格。如果發現有超標缺陷向車間下達整改通知書令其整改后進行復驗直至合格。
一般的焊縫中常見的缺陷有:氣孔、夾渣、未焊透、未熔合和裂紋等。到目前為止還沒有一個成熟的方法對缺陷的性質進行準確的評判只是根據熒光屏上得到的缺陷波的形狀和反射波高度的變化結合缺陷的位置和焊接工藝對缺陷進行綜合估判。
對于內部缺陷的性質的估判以及缺陷的產生的原因和防止措施大體總結了以下幾點:
1、氣孔:
單個氣孔回波高度低波形為單縫較穩定。從各個方向探測反射波大體相同但稍一動探頭就消失密集氣孔會出現一簇反射波波高隨氣孔大小而不同當探頭作定點轉動時會出現此起彼落的現象。
產生這類缺陷的原因主要是焊材未按規定溫度烘干焊條藥皮變質脫落、焊芯銹蝕焊絲清理不干凈手工焊時電流過大電弧過長;埋弧焊時電壓過高或網絡電壓波動太大;氣體保護焊時保護氣體純度低等。如果焊縫中存在著氣孔既破壞了焊縫金屬的致密性又使得焊縫有效截面積減少降低了機械性能特別是存鏈狀氣孔時對彎曲和沖擊韌性會有比較明顯降低。防止這類缺陷防止的措施有:不使用藥皮開裂、剝落、變質及焊芯銹蝕的焊條生銹的焊絲必須除銹后才能使用。所用焊接材料應按規定溫度烘干坡口及其兩側清理干凈并要選用合適的焊接電流、電弧電壓和焊接速度等。
2、夾渣:
點狀夾渣回波信號與點狀氣孔相似條狀夾渣回波信號多呈鋸齒狀波幅不高,波形多呈樹枝狀主峰邊上有小峰探頭平移波幅有變動從各個方向探測時反射波幅不相同。
這類缺陷產生的原因有:焊接電流過小速度過快熔渣來不及浮起,被焊邊緣和各層焊縫清理不干凈其本金屬和焊接材料化學成分不當含硫、磷較多等。
防止措施有:正確選用焊接電流焊接件的坡口角度不要太小焊前必須把坡口清理干凈多層焊時必須層層清除焊渣;并合理選擇運條角度焊接速度等。
3、未焊透:
反射率高波幅也較高探頭平移時,波形較穩定在焊縫兩側探傷時均能得到大致相同的反射波幅。這類缺陷不僅降低了焊接接頭的機械性能而且在未焊透處的缺口和端部形成應力集中點承載后往往會引起裂紋是一種危險性缺陷。
其產生原因一般是:坡口純邊間隙太小焊接電流太小或運條速度過快坡口角度小運條角度不對以及電弧偏吹等。
防止措施有:合理選用坡口型式、裝配間隙和采用正確的焊接工藝等。
4、未熔合:
探頭平移時波形較穩定兩側探測時反射波幅不同有時只能從一側探到。
其產生的原因:坡口不干凈焊速太快電流過小或過大焊條角度不對電弧偏吹等。
防止措施:正確選用坡口和電流坡口清理干凈正確操作防止焊偏等。
5、裂紋:
回波高度較大波幅寬會出現多峰探頭平移時反射波連續出現波幅有變動探頭轉時波峰有上下錯動現象。裂紋是一種危險性最大的缺陷它除降低焊接接頭的強度外還因裂紋的末端呈尖銷的缺口焊件承載后引起應力集中成為結構斷裂的起源。裂紋分為熱裂紋、冷裂紋和再熱裂紋三種。
熱裂紋產生的原因是:焊接時熔池的冷卻速度很快造成偏析;焊縫受熱不均勻產生拉應力。
防止措施:限制母材和焊接材料中易偏析元素和有害雜質的含量主要限制硫含量提高錳含量;提高焊條或焊劑的堿度以降低雜質含量改善偏析程度;改進焊接結構形式采用合理的焊接順序提高焊縫收縮時的自由度。
冷裂紋產生的原因:被焊材料淬透性較大在冷卻過程中受到人的焊接拉力作用時易裂開;焊接時冷卻速度很快氫來不及逸出而殘留在焊縫中氫原子結合成氫分子以氣體狀態進到金屬的細微孔隙中并造成很大的壓力使局部金屬產生很大的壓力而形成冷裂紋;焊接應力拉應力并與氫的析集中和淬火脆化同時發生時易形成冷裂紋。
防止措施:焊前預熱焊后緩慢冷卻使熱影響區的奧氏體分解能在足夠的溫度區間內進行避免淬硬組織的產生同時有減少焊接應力的作用;焊接后及時進行低溫退火去氫處理消除焊接時產生的應力并使氫及時擴散到外界去;選用低氫型焊條和堿性焊劑或奧氏體不銹鋼焊條焊絲等焊材按規定烘干并嚴格清理坡口;加強焊接時的保護和被焊處表面的清理避免氫的侵入;選用合理的焊接規范采用合理的裝焊順序以改善焊件的應力狀態。

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