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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(shù)：人次  分享：

超聲探傷中不同形態(tài)的焊縫余高產(chǎn)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(nèi)的回波，須認(rèn)真地觀察外形，更換探頭角度，雙面雙側(cè)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(chǎn)生原理

當(dāng)聲波入射到焊縫下表面余高上時會產(chǎn)生波型轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)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(dǎo)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。

圖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、L和S波也隨之前后移動。移動過程中，視覺誤差范圍內(nèi)，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(chǎn)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(nèi)的熔合線附近有不同長度連續(xù)的超標(biāo)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(dāng)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(dǎo)致誤判，造成不應(yīng)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(jù)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(nèi)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(nèi)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(nèi)的某一聲束在焊縫表面反射的回波。

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