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焊縫余高對超聲波探傷的影響
發(fā)布時間:2017-06-08  點擊次數:人次  分享:

超聲探傷中不同形態(tài)的焊縫余高產生的干擾波是常見的干擾信號,焊縫探傷的變角回波以及余高干擾波,無論斜探頭角度多大,都有可能存在,遇到此類按常規(guī)方法定位于熔合線附近或母材內的回波,須認真地觀察外形,更換探頭角度,雙面雙側探測、精確定位分析、必要時打磨焊縫等,以避免造成誤判。

1、 余高干擾波產生原理

當聲波入射到焊縫下表面余高上時會產生波型轉換,轉換成反射橫波和反射縱波,也稱為變型橫波和變型縱波,沿余高表面由于高低不平,導致聲波入射角度各不相同,因此各點反射橫波和反射縱波的傳播方向不同,反射橫波和反射縱波傳到上表面,又在上表面余高上反射,部分沿原路徑返回被探傷接收。

1為焊角波和干擾波示意圖,其中焊角波A、反射縱波L及反射橫波S有時同時出現(xiàn),有時只出現(xiàn)A波和S波,有時甚至只出現(xiàn)三個波中的一個,這完全取決于焊縫不同處的形態(tài),隨著探頭的前后移動,A、LS波也隨之前后移動。移動過程中,視覺誤差范圍內,三個波之間的間距保持不變,且幅度變化是一致的。焊縫局部還有可能出現(xiàn)橫波干擾波的多次反射波。接下來對不同形狀余高產生的干擾波逐一分析,并給出解決方法。



圖1  焊腳波干擾波示意圖


2、余高干擾波分析

2.1余高過高

焊縫余高過高時會出現(xiàn)頂部盲區(qū)。采用斜探頭一次波進行焊縫單面探傷時(圖2),克服頂部盲區(qū)的方法是采用小前沿、大K值的探頭。采用斜探頭一次反射波進行焊縫單面探傷時(圖3),克服頂部盲區(qū)的辦法是減小探頭角度。



2.2余高過寬

焊縫余高過寬時會出現(xiàn)焊縫中部盲區(qū),克服中部盲區(qū)的辦法是增大探頭角度和減小探頭前沿長度(圖4.



2.3中厚板對接焊縫余高

中厚板對接焊縫超聲波探傷時,探頭下擴散聲束在焊縫表面的反射回波,很容易被誤判為缺陷。如在厚板焊縫中(T=50mm左右),常發(fā)現(xiàn)距背面4~10mm深度范圍內的熔合線附近有不同長度連續(xù)的超標反射波(圖5.


    對于這種反射波,按照常規(guī)的判斷很容易被評定為未熔合或母材中的缺陷。當拍打背面焊縫區(qū)時波幅變化不明顯,然而砂輪打磨背面焊縫時可見波幅逐漸降低直至消失,這說明該反射波是來自于背焊縫的焊縫表面。此種現(xiàn)象極易導致誤判,造成不應該的返修。
   焊縫余高干擾回波的判斷:

假回波的反射面在焊縫表面,深度指示遠小于板厚,其原因是儀器的指示均根據軸線聲束的聲程計算而來,但聲束是會擴散的,若反射面只有利于擴散角內某部分聲束反射時,其所得回波再用軸線聲束計算,顯然會出現(xiàn)錯誤。

同樣道理,在圖6所示焊縫探傷時,若A 點處焊縫表面不利于軸線聲束反射,而只與下擴散角范圍內某部分聲束相垂直時,則得到較高的回波,其儀器提供的深度和水平距離卻錯誤地被指示為C點。

實際上無論探頭角度多大,這種擴散聲束在焊縫表面引起的假缺陷回波現(xiàn)象都有可能存在,主要決定于有效反射面的大小、方向、形狀和光潔度等。如為了和變型波加以區(qū)別,把該波稱為變角回波更為直觀。焊縫中的這種回波并非缺陷回波,是探頭下擴散角內的某一聲束在焊縫表面反射的回波。


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