实验三焊缝超声波探伤

实验三焊缝超声波探伤

能力要求 在焊缝探伤中，不但要求探伤人员具备熟练的超声波探伤技术，而且还要求探伤人员了解有关的焊接基础知识，如焊接接头型式、焊接坡口型式、焊接方法和焊接缺陷等。只有这样，探伤人员才能针对各种不同的焊缝，采用适当的探测方法，从而获得比较正确的探测结果。

一、焊接加工及常见缺陷 (一)、焊接加工 1.焊接过程 • 常用的焊接方法有手工电弧焊、埋弧自动焊、气体保护焊和电渣焊等。 2.接头型式 • 焊接接头形式主要有对接、角接、搭接和T型接头等几种。

(a)对接 (b)角接 (c)T接 (d)搭接常见接头形式：

3.坡口形式

(二)、焊缝中常见缺陷 气孔、夹渣、未焊透、未熔合和裂纹等。

焊缝中的气孔、夹渣是立体型缺陷，危害性较小；而裂纹、未熔合是平面型缺陷，危害性大，在焊缝探伤中，由于焊缝余高的影响及焊缝中裂纹、未焊透、未熔合等危险性大的缺陷往往与探测面垂直或成一定角度，因此一般采用横波探伤。焊缝中的气孔、夹渣是立体型缺陷，危害性较小；而裂纹、未熔合是平面型缺陷，危害性大，在焊缝探伤中，由于焊缝余高的影响及焊缝中裂纹、未焊透、未熔合等危险性大的缺陷往往与探测面垂直或成一定角度，因此一般采用横波探伤。

二、实践操作准备 (一)探测条件的选择 1.探测面的修整 • 工件表面的粗糙度直接影响探伤结果，一般要求表面粗糙度不大于6.3mm，否则应予以修整。焊缝两侧探测面的修整宽度P一般根据母材厚度而定。 • 厚度为8 ~46mm的焊缝采用二次波探伤，探测面修整宽度为 P ≤ 2KT+50 (mm) • 厚度为大于46mm的焊缝采用一次波探伤，探测面修整宽度为 P ≤ KT+50 (mm) 式中 K----探头的K值； T-----工件厚度。

2.耦合剂的选择 在焊缝探伤中，常用的耦合剂有机油、甘油、浆糊、润滑脂和水等，实际探伤中用得最多的是机油和浆糊。

3.频率选择 焊缝的晶粒比较细小，可选用比较高的频率探伤，一般为2.5~5.0MHz。对于板厚较小的焊缝，可采用较高的频率；对于板厚较大，衰减明显的焊缝，应选用较低的频率。

4.K值选择 探头K值的选择应从以下三个方面考虑：（1）使声束能扫查到整个焊缝截面；（2）使声束中心线尽量与主要危险性缺陷垂直；（3）保证有足够的探伤灵敏度

设工件厚度为T，焊缝上下宽度分别为a和b，探头K值为K，探头前沿长度为L，则有：设工件厚度为T，焊缝上下宽度分别为a和b，探头K值为K，探头前沿长度为L，则有： • K=（a+b+L）/T • 一般斜探头K值可根据工件厚度来选择，薄工件采用大K值，以便避免近场区探伤，提高定位定量精度；厚工件采用小K值，以便缩短声程，减小衰减，提高探伤灵敏度。同时还可减少打磨宽度。在条件允许的情况下，应尽量采用大K值探头。 • 探头K值常因工件中的声速变化和探头的磨损而产生变化，所以探伤前必须在试块上实测K值，并在以后的探伤中经常校验。

5.仪器的构成介绍 HY-2000型全数字智能超声波探伤仪斜探头

仪器技术指标 • 1. 全中文触摸式键盘，直观易记，操作过程全中文提示及图形显示，实行“对象操作”，即用户要什么就按什么，操作方法与模拟探伤仪操作方法类似，用户只须阅读说明书几钟，便能掌握仪器的操作。2．6个独立探伤通道（电子切换），多种探伤工艺和标准设置，现场探伤无需携带试块，使用灵活方便，工作效率高。3．DAC曲线自动生成，取样点不受限制，并可进行补尝与修正。自动制作判废线、测长线定量线，并自动贮存于仪器中。4．实际使用时无须调节水平扫描，仪器自动实时显示缺陷回波位置（水平、垂直、距离）、幅度及当量等数据，大大方便用户。5．直方形报警闸门，门位、门宽和门高任意可调。6．400幅探伤数据存贮，可回到办公室打印探伤报告，检测报告全面规范。关机后，仍能长期保持探伤数据。7．数据处理能力强，可按日期、工件编号和序号进行检索和打印。8．低功耗设计，可连续工作六小时以上。低电压工作报警和自动保护关机。9．5.5 桔黄色EL显示，抗电磁干扰，亮度高、对比度强、分辨率高、视野宽、不伤眼。10．重量轻，，带电池仅2.1Kg，体积奇小，如同一本笔记本,携带与使用轻松自如。

(二) 、探伤实践简介 • 探伤条件和要求如下： • 工件：20mm的45#平板对接焊缝 • 探头：2.5M13×13K2，单晶斜探头 • 试块：CSK-IA，CSK-IIIA • 定位要求： • 声程标度：垂直 • 基准反射体度量：深度 • DAC法 • DAC点数： 3（10、20、30） • 测长线移量：-9 dB • 定量线移量：-3 dB • 判废线移量： 5 dB

三、实践操作步骤 一).开启仪器电源开关，使仪器处于正常工作状态。二).设置探头和通道 • 反复按键，切换至所要设置的通道。 • 按探头键，按 + 或 - 键，设置单探头方式。探头 + －

+ －三)．设置声速按声速键，按或 - 键，设声速至3240m/s。四)．调标度按键，再反复按键，标度将在‘时间标度’、‘距离标度’、‘水平标度’、‘垂直标度’之间循环，确认标度为‘距离标度’（屏幕上显示为‘S’状态）。声程 

五).调声程 声程 + － • 按键，再按或键，使声程单位显示为20.00mm/D。六).调增益 • 使补偿增益为0dB。用探头在CSK-IA上缓慢移动，找R100圆弧的最高波，调节增益使最高波在40%-80%之间。

门 + －七).设置始波偏移和探头前沿测量 • 反复按键和或键，调节门宽和门位，门宽调到第五格,门高调到90%.使R100的最高反射波在屏幕的80%。按键，反复按键，使仪器处于“始波偏移”状态，再按或键，使声程S等于或非常接近100,始偏调节完毕。这时按住探头不动,用尺子量出探头前沿值。始偏  + -

八).设置或测试K值(新探头不做) 反复按键,选择垂直,按键,按或调节声程到50mm.用某一深度的小孔测试K值:比如用CSK-IIIA试块上深10mm1的孔测试，移动探头找到最高回波，如果K值有误差，则“Y”后显示的数值不为10。此时按键，再按或键调节K值，使“Y”后显示的数值恰为10，则此时的K值就为实测的K值。标度声程 K值 + －

CSK-IIIA试块测K值示意图

九).做DAC曲线 • （1）使用CSK-IIIA试块，移动探头，使来自某一深度(此深度应为待测各点中深度最浅的一点)的最高回波为80%（此时要调节增益）。选4个孔,深度分别是10mm,20mm,30mm,40mm的小孔。连续按 • 键进入菜单，选择3，按回车键进入。选择1JB4730-2005，再按2次回车，光标在或键调节至3A试块，再连续按通道返回探伤界面。通道 + －

DAC + － • 按 DAC 键，屏幕上出现“十” 光标，并显示上次制作的DAC曲线。按 - 键，让光标移至10mm孔的回波上，即使光标已在10mm的反射回波上，也要反复按 - 键，使光标重新回到10mm的回波上，确认后按 + 键，此点便被确定，同时增益也被确定，此时确定的增益为DAC曲线的起始灵敏度，在以后的各点回波波幅均以此灵敏度为标准。－－

（2）再移动探头，寻找20mm的回波，找到回波最高时，按 - 键，将光标移至20mm的回波上，确认后，按 + 键。－（3）再翻转试块，寻找30mm的回波，找到回波最高时，按 - 键，将光标移至30mm的回波上，确认后，按 + 键。 + － +

（4）用探头找到深度为40mm深小孔的最高反射波，按 键移动光标，将光标置于40mm深小孔的回波上，按确认，完成全部波形后，按键，完成DAC曲线的制作。－ + 回车

CSK-IIIA制作DAC曲线示意图

此时DAC曲线不在屏幕上显示，可先按住 键，再按住键，接着按住键，DAC曲线就显示出来了。关机以后再开机，DAC曲线不在屏幕上显示，可重复这一步骤，调出DAC曲线，再按门键，让门在屏幕上显示；再改变标度，使其成为垂直标度。定量回车定量

四、现场探伤 将调试和设置好的仪器带至现场。探伤过程与往常一样，通过调节增益、声程和门，使缺陷波的波形和位置参数完整显示。如此时需记录，便按记录键，将探伤结果存入机内。重复以上探伤过程，直到探伤完毕，并将仪器关机。仪器在关机后，存贮在机内的探伤数据不会丢失。记录

五、数据处理 1) 现场探伤完毕后，回到试验室可将探伤结果打印，以提供完整、真实、权威的探伤报告。

2)检验结果的等级分类 焊缝超声检验结果分为四级： 1）最大反射波幅不超过评定线的缺陷，均评为Ⅰ级。 2）最大反射波幅超过评定线的缺陷，检验者判定为裂纹等危害性缺陷时，无论其波幅和尺寸如何，均评为Ⅳ级。 3）反射波幅位于Ⅰ区的非裂纹性缺陷，均评为Ⅰ级。 4）最大反射波幅位于Ⅱ区的缺陷，根据缺陷的指示长度按表4-9的规定予经评级。 5）反射波幅超过判废线进入Ⅲ区时缺陷，无论其指示长度如何，均评定为Ⅳ级。

3)数据保存 焊缝超声波探伤后，应将探伤数据、工件及工艺概况归纳在探伤的原始记录中，并签发检验报告检验报告是焊缝超声波检验的存档文件，经质量管理人员审核后，正本发送委托部门，其副本由探伤部门归档。探伤记录与报告应具有追踪性，并至少保存7年以上以备随时查核。探伤记录与报告的格式。

探伤报告样本

HY-2000型仪器操作流程图

谢谢

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