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1、利用超声变型纵波检测焊缝中间未焊透第22卷第4期2000年4月无损检测NDTVo1.22ApriINo.4Z000性.利用超声变型纵焊缝中间未焊透李建忠(新疆钢铁哜琵_830022)17T侈摘要通过理论分析与对比试验,提出用变型纵波检测蚪缝中间未烊透,并计论7其可行主题词超声检验烊缝未焊透啪I.亟/(ULTRASoNICDETECT10N0FINCoMPLETEPENETRATIoNINWELDSBYMoDIFIEDLONGITUDINALWAVEsLiJianzhong(XiniiangIronandSteelResearchInstitute
2、)AbstractBymeansoftheoreticalanalysisandcomparativetests,ultrasonicdetectionofincompletepenetrationinweldsbymodihedlongitudinalwaveswasputforward.Feasibilityofthemethodwasalsodiscussed-KeywordsUhrasonictestingWeldIncompletepenetration中问未焊透是x型和K型坡口焊缝中常见缺陷之一,是由焊接时坡口钝边处未熔台到一起而形成
3、的沿焊缝方向的长条形空隙,在其缺口和端部会形成应力集中点,且减小焊缝截面,承载后易产生扩展裂纹,故为危险性缺陷口]用常规K3,0,K2.5,K1.5和K1.0单斜探头对其检测时灵敏度很低,有时甚至不能发现这些未焊透,而选用K1,92或其附近折射角探头,利用变型纵波检测,可获得较高的检测灵敏度和检出率.1检测原理1.1波型转换与声压反射率当横波在工件中传播遇到缺陷时,就会在两种介质的交界面(即缺陷表面)产生反射,同时还能产生波型转换(图1),产生波型转换的情况与横波在?168?图1斜角探伤中的嫂型转换s——横渡L——纵波缺陷表面的入射角话(话一90
4、.一卢)有关.关于横波入射角话和纵波反射角礼以及临界角话-的关系,可用正弦定律表示.临界角话t的意义是.当横波入射角话>话.时,将只有反射横波而无反射纵波.对于钢,当横被入射在钢和空气交界面(如中间未焊透)上时,话.一33.2',横波入射角话与横波反射率y和纵波反射率问的关系如图2所示.话一26.6.(卢一63.4..K一2.0)时,礼一54.9..一87,YLs一163;话一27,5'(卢一62.5',K一1,92)时,礼一图z入射横渡在钢和空气界面上臼勺反射澳李建忠:利用超声变型纵波拉测焊缝中间未焊透57.5,=83,yLs=166;话
5、:27.8.(p=62.2.,K=1.9)时,住一58.4.,ss一78,Ls一170.J.2几何证明利用K1.92(一62.5.,传=27.5.<传.)单斜探头检测焊缝中间未焊透缺陷时,探头是收不到横波反射波的,而变型纵波经底面反射后正好为探头所接收(图3)口].证明过程如下:设横波入射至中间未焊透表面0点时,探头入射点^至焊缝中心的水平距离为z,变型纵波经底面c点反射后到达探测面^点,且^点至焊缝中心的水平距离为.图3超声波的途径S——横渡L——纵波在直角△AON中f=0Ⅳ=1Ttg≈丁.tg62.5≈0.96T在直角△COM中1OM一
6、寺丁?c0t住在直角△A,CP中PA一T?c.t仇.=OM+PA÷71c0t住+Tcot~=号n.t住一号Ot57.5.≈0.96丁即f≈,A点和A点基本重台.同理可得,K2.0探头,f—T,f一一1.0ST;K1.9探头,一0.94T,f'一0.90T.令△;--I,则板厚丁不同时,值见表1.另外,入射点是指主声束轴线与探测面的交点,所以,变型纵波经底面反射后能为探头接收到.衰l探头值T/mm20304050507080200】0152.0253O35401.9200000001.g0—0.8—12一l5—2.0—24—2.8—3.2对于反射横
7、波,依据波的反射原理,入射波AO与反射波OB对于法线ON来说是对称的,^点和口点对于ON是对称的.所以反射波OB经底面B点反射后,探头是接收不到的.1.3声程计算利用K1.92单斜探头对焊缝中间未焊透检测时,由三角关系求得入射横波声程s丁S一AO==08T变型纵波声程&=OC+CA一+舞=(c+尸c)=1_(吾+丁)一1.78丁相当于横波声程Ss==×1.78T=0.97丁式中cs——钢中横波声速cL——钢中纵波声速同理可得,K2.0探头,s一1.12T,=1.83T,S一1.00T;K1.9探头,风=1.07T,&=1.76T,
8、S一0.96T.若仪器扫描线比例阱深度1t1调节,板厚丁不同时,在仪器荧光屏上显示的中间未焊遗缺陷埋藏深度与其实际埋藏深度(1/2)T之
