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超声波探伤仪在焊接领域方面的应用和原理

发布时间:2022-06-20 08:35:55人气:

一、无损检测方法:


  常规的无损检测方法有直接目视宏观检查和射线探伤、超声波探伤、磁粉探伤、渗透探伤、涡流探伤等仪器检测。 肉眼的宏观检查不能使用任何仪器设备,但肉眼不能穿透工件来检查工件的内部缺陷,而射线照相等方法可以通过多种仪器或设备进行检测,可以 不仅检查肉眼无法检查的缺陷。 工件的内部缺陷也可以大大提高检测的准确性和可靠性。 至于采用何种方法进行无损检测,应根据工件的状况和检测的目的而定。


  二、超声常识:


  超声波频率超过人的听觉,频率高于20kHz的声波称为超声波。 探伤所用的超声波频率为0.4-25MHz,其中1-5MHz使用最多。 长期以来,人们一直在使用声音来检测物体的质量。 比如用手轻拍西瓜,看看熟不熟; 医生轻拍病人胸部,检查内脏是否正常; 用手轻敲瓷碗,看瓷碗是否破碎等。不过,这些依靠人的听觉来判断声音的检测方法比声音方法更客观、更正确,也更容易进行量化表示。 由于超声波探伤具有检测间隔大、探伤装置体积小、重量轻、便于携带到现场探伤、检测速度快、探伤仅消耗耦合剂和磨损探头等特点,而且 总检测成本低。 市场主要采用这种方法进行检测。


 

超声波探伤仪在焊接领域方面的应用和原理(图1)


  三、超声波探伤在焊接中的应用:


  首先要了解图纸对焊接质量的技术要求。 目前钢结构验收标准按GB50205-95《钢结构工程施工及验收规范》执行。 标准规定:对于要求焊接质量等级为1级的图纸,当评价等级为Ⅱ级时,规范要求100%超声波焊接; 对于要求焊缝质量等级为二级的图纸,当评价等级为Ⅲ级时,规范规定需进行20%的超声波探伤; 对于要求焊接质量3级的图纸,不需要超声波内部缺陷检查。 这里值得注意的是,超声波探伤用于全熔透焊缝,探伤率以每条焊缝长度的百分比计算,且不小于200mm。 对于局部探伤的焊缝,如发现不合格缺陷,应在缺陷的两个延伸部分增加探伤长度,增加的长度不应小于焊缝长度的10%,并应 不小于 200mm。 当缺陷允许时,应对焊缝进行 100% 的探伤检查。 其次,探伤的时机要明确。 碳素结构钢应在焊缝冷却至环境温度后进行焊接,低合金结构钢可在焊接完成后24小时内进行焊接。 接缝检查。 此外,还应了解被测工件的母材厚度、接头类型和槽型。


  到目前为止,实际工作中需要进行探伤的焊缝大部分是中板对接焊缝的接头类型,所以下面主要总结一下焊缝探伤的操作。


  一般母材厚度在8-16mm之间,槽型有I型、单V型、X型等几种形式。 明确上述事项后,方可进行探伤前的准备工作。 每次探伤操作前,必须使用标准试块(CSK-IA、CSK-IIIA)对仪器的综合性能和面板曲线进行标定,以保证探伤结果的正确性。 具体方法如下:


  1、检测面修整:应去除焊接表面的飞溅物、氧化皮、凹坑和锈迹,光洁度一般低于▽4。 焊缝两侧探伤面的修整宽度一般大于等于2KT×50mm,(K:探头K值,T:工件厚度)。 一般根据焊件的母材选用K值为2.5的探头。 例如,如果被测工件的母材厚度为10mm,则应在焊缝两侧打磨100mm。


  2、耦合剂的选择应考虑粘度、流动性、附着力、对工件表面无腐蚀、易清洗、经济等因素。 基于以上因素,选择浆料作为耦合剂。


  3、由于母材厚度较薄,检测方向为一侧和两侧。


  4、由于板材厚度小于20mm,采用水平定位方式调整仪器扫描速度。

  5、在探伤作业过程中,采用粗探和细探。 为了粗略了解缺陷的存在和分布,定量和定位是精细的探伤。 采用锯齿形扫描、左右扫描、前后扫描、角扫描、环绕扫描等多种扫描方式,发现各种缺陷并确定缺陷的性质。


  6、记录检测结果,发现内部缺陷进行评估分析。 焊接对接接头的内部缺陷分类应按照现行国家标准GB11345-89《钢焊缝手工超声波检验方法及检验结果分类》来判断焊接是否合格。 如发现有缺陷超标,将向车间发出整改通知书,待整改后重新检验,直至合格。


  4.焊缝检查


  焊缝检验方法:


  1、目视检查。


  2、密度试验和水压强度试验。


  3、焊缝的射线照相。


  4、超声波探伤。


  5、磁探伤。


  6、渗透测试。


  关于维修规定:视具体情况而定。 总之,要努力减少维修次数。 厂房建设和设备安装大量使用钢结构。 钢结构的焊接质量非常重要,无损检测是保证钢结构焊接质量的重要手段。 一般焊缝的常见缺陷有:气孔、夹渣、未焊透、未熔合和裂纹。 到目前为止,还没有成熟的方法来正确判断缺陷的性质,而是根据在荧光屏上得到的缺陷波的形状和反射波高度的变化结合缺陷的位置来综合判断缺陷。 缺陷和焊接工艺。 对于内部缺陷的评价、缺陷产生的原因和预防措施,有以下几点:


  1、造口:单个造口回波高度低,波形为单缝,比较稳定。 从各个方向检测,反射波大致相同,但稍微移动探头,就会在密集的孔隙中出现一簇反射波,波高随孔隙大小而变化。 造成此类缺陷的主要原因是焊材未在规定温度下干燥、焊条镀层变质、焊芯腐蚀、焊丝未清洗干净、手工焊接时电流过大、 弧线过长; 埋弧焊时电压过高。 或者网络电压波动太大; 气体保护焊时保护气体纯度低。 如果焊缝中有气孔,不仅破坏了焊缝金属的致密性,而且会降低焊缝的有效截面积,降低力学性能。 特别是有链孔时,弯曲和冲击韧性会明显降低。  . 防止此类缺陷的措施是:不要使用镀层开裂、剥落、变质和生锈的焊条,生锈的焊丝只能在除锈后使用。 所用焊接材料应在规定温度下干燥,坡口及两面应清洗干净,并选择合适的焊接电流、电弧电压和焊接速度。


  2、夹渣:点状夹渣的回波信号与点状孔隙相似。 条状夹渣回波信号多为锯齿状,幅度不高,波形多为树枝状,主峰边缘有小峰,探头平移幅度变化,反射波幅度 从各个方向检测时是不同的。 产生此类缺陷的原因有:焊接电流太小、速度太快、熔渣来不及上浮、焊边及各层焊缝清理不干净、金属和焊缝的化学成分 材料不当,硫、磷含量较高。 等待。 预防措施包括:正确选择焊接电流,焊件坡口角度不宜过小,焊前必须清理坡口,多层焊时必须逐层清除焊渣; 并应合理选择焊接速度。


  3、不完全穿透:反射率高,波幅大。 探头平移时,波形比较稳定,在焊缝两侧探伤时,可以得到大致相同的反射波幅值。 此类缺陷不仅降低了焊接接头的力学性能,而且在未完全熔透的间隙和端部形成应力集中点,往往在加载后造成裂纹,是一种危险的缺陷。 造成这种情况的原因一般有:坡口纯边间隙太小,焊接电流太小或带钢速度太快,坡口角度小,带钢角度不对, 和电弧吹。 预防措施包括:合理选择坡口类型、装配间隙和正确的焊接工艺。


  4、不熔断:探头平移时,波形比较稳定。 两侧检测时,反射波幅度不同,有时只能从一侧检测。 原因:坡口不干净,焊接速度太快,电流过小或过大,电极角度不对,电弧吹出等。预防措施:正确选择坡口和电流,清洁 坡口,正确操作,防止焊接偏差等。


5、裂纹:回波高度大,波幅宽,会有多个波峰。 当探头平移时,反射波的幅度不断变化。 当探头旋转时,波峰上下移动。 裂纹是最危险的缺陷之一。 除了降低焊接接头的强度外,裂纹的末端是一个尖销的缺口。 焊件加载后引起应力集中,成为结构断裂的起点。 裂纹分为三种类型:热裂纹、冷裂纹和再热裂纹。 产生热裂纹的原因是:焊接时熔池冷却速度很快,造成偏析; 焊缝受热不均匀会产生拉应力。 预防措施:限制母材和焊材中易偏析元素和有害杂质的含量,主要是限制硫含量,提高锰含量; 提高电极或助焊剂的碱度,以降低杂质含量,提高偏析程度; 改进焊接结构,采用合理的焊接顺序,提高焊缝收缩时的自由度。 冷裂纹产生的原因:被焊材料的淬透性大,在冷却过程中受到人为焊接拉力时容易开裂; 焊接时冷却速度非常快。 氢分子以气态进入金属的细孔中,产生很大的压力,使局部金属产生很大的压力,形成冷裂纹; 焊接应力和拉应力与氢浓度和淬火同时发生。 很容易形成冷裂纹。 预防措施:焊前预热,焊后缓冷,使热影响区的奥氏体分解在足够的温度范围内进行,避免产生硬化组织,降低焊接应力; 退火、氢处理,消除焊接时产生的应力,使氢及时向外扩散; 选用低氢焊条和碱性焊剂或奥氏体不锈钢焊条焊丝等,焊材按规定干燥,并严格清理坡口; 加强焊接时的防护和焊接部位表面的清洁,避免氢气的侵入; 选择合理的焊接规范和合理的焊接顺序,以改善焊件的受力状态。


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