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1、T型焊缝未焊透高度的超声检测方法探讨第29卷第3期2007年6月山东Shandong冶金MetallurgyVo1.29.No.3June2007?试验研究?T型焊缝未焊透高度的超声检测方法探讨崔玉强1,金建炳?,侯文科z,司春杰,黄伟东(1山东省冶金建设开发公司,山东济南250101;2济南钢铁集团总公司技术监督处,山东济南250101)摘要:为提高检测精度,探讨了用斜探头在翼板上检测T型角焊缝未焊透高度的方法.回波声程定位法和两轮廓线同时回波声程计算法配合使用,可准确计算出未焊透缺陷的高度.检测方法虽然运算起
2、来稍有麻烦,但充分利用了超声检测的许多优点,最大限度地减少了影响测量精度的误差因素,因而现场检测测量精度高,对2ITlln以上的未焊透高度都可测量.关键词:超声检测;T型角焊缝;未焊透;回波定位;回波声程中图分类号:TG115.28"5文献标识码:A文章编号:1004--4620(2007)03—0040-03T型角焊缝在金属结构件中应用非常广泛.在有关的金属结构施工标准规范中,对其焊缝内部质量都要进行无损检测,其中包括未焊透高度(由其得出焊接的有效厚度)的检测.用射线照相法测定T型角焊缝未焊透高度几乎是不可能的
3、,需要用超声检测方法解决.根据未焊透的特点和斜探头的声场结构,从提高检测精度人手,探讨了未焊透轮廓线定位法和未焊透两侧轮廓线同时回波声程计算法.1T型角焊缝未焊透的特点金属结构件中,T型角焊缝的形式见图1,其未焊透两侧轮廓线的大致形状见图2(图中阴影部分为已焊透部分,中间为未焊透部分).其中图2a,b为埋弧自动焊的未焊透形状,轮廓线比较规则;图2c,d为手工电弧焊的未焊透形状,轮廓线不规则.这里没有考虑因焊接工艺条件等因素的变化而造成的未焊透轮廓线弯曲等情况,此后的分析也均认为未焊透两侧轮廓线局部是相互平行的.A
4、面A面A面A面aI型坡bK型坡IcK型坡IId双J型坡口1一腹板;2一翼板;3一未焊透;4—焊缝.图1T型角焊缝形式面图2焊缝中未焊透两侧轮廓线的形状从图1,图2可知,未焊透有如下特点:1)未焊透的位置和方向是固定的,是面状缺陷,位于腹板与翼板的结合处;其表面平行于翼板表面,垂直于腹板收稿日期:2006—06—09作者简介:崔玉强(1971一),男,山东泰安人,山东省冶金建设开发公司无损检测工程师,从事无损检测和焊接工艺工作.40表面.2)对于I型,K型和双J型坡口来说,未焊透两侧轮廓线(见图2a,c)大致对称于
5、腹板中心.2轮廓线回波定位法2.1未焊透的轮廓线测定根据上述未焊透的特点,用斜探头直射法在翼板A面上检测时,对于一定的折射角,由公式=T/cos(其中为声程,为所测钢板厚度,为斜探头折射角)可知,未焊透回波声程是固定的.这样,测量时利用声程定位法确定未焊透的轮廓线与波幅法比较,可以避免由耦合造成的测量误差.当工件和试块的声速相同或接近时,也不会因折射角测不准而影响未焊透高度的测量精度,从而能提高测量精度.这种方法的可能方式示意图如图3所示(翼板厚度为).由斜角探伤法知识可知,未焊透的轮廓线位于翼板A面上,距探头入
6、射点TYg距离处的下方,未焊透高度的计算也非常简单,图3示出的3种计算公式分别为:图3a:d=(或d=L,).图3b:d=L一2rTgfl(或d=L+2Lo-2TTgf1);图3c:d=2TTgfl一(或d=2TTgfl-L一2L0).,.?I.1'i,■1l(图3探头前沿长度和声束折射角测定方式崔玉强等T型焊缝未焊透高度的超声检测方法探讨2007年第3期其中d为未焊透高度;为斜探头的前沿长度(实际值);口为斜探头折射角(测量值);为两探头入射点之间的距离;为两探头前沿之间的距离.2-2测量误差分析和测量方式选择
7、原则由图3可知,用该种方法测量未焊透高度时,引起误差的因素主要有:斜探头前沿长度测量误差(即入射点测量误差),工件上探头前沿(入射点)的两次测量误差,试件和工件声速误差,另外还有仪器调节误差和示波屏读数视差等.可得出如下结论:当工件声速高于试块声速时,同一深度下工件中声速等效于相应试块声程的折射声束所对应的折射角.大于试块上测定的折射角,否则反之.关于探头前沿长度测量误差和声速误差(等效折射角与探头折射角测量值的误差)所造成的未焊透高度的测量误差的分析结果见表1.表1未焊透高度的测量误差从上述分析可知:1)对于图
8、3b,e两种测量方式来说,只有提高探头本身参数的测量精度才能提高未焊透高度的检测精度.2)不论,L.误差如何,图3b,c两种方式的未焊透高度测量误差,总是数值大小相等,正负号相反.3)采用图3a的方式可使,误差引起的未焊透高度测量误差相互抵消.因而图3a方式的测量精度在相同条件下高于图3b,e两种方式.根据以上所述,在可能的情况下应优先采用图3a方式,但在未焊透高度较小,
