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1、T型焊縫未焊透高度的超聲檢測(cè)方法探討第29卷第3期2007年6月山東Shandong冶金MetallurgyVo1.29.No.3June2007?試驗(yàn)研究?T型焊縫未焊透高度的超聲檢測(cè)方法探討崔玉強(qiáng)1,金建炳?,侯文科z,司春杰,黃偉東(1山東省冶金建設(shè)開(kāi)發(fā)公司,山東濟(jì)南250101;2濟(jì)南鋼鐵集團(tuán)總公司技術(shù)監(jiān)督處,山東濟(jì)南250101)摘要:為提高檢測(cè)精度,探討了用斜探頭在翼板上檢測(cè)T型角焊縫未焊透高度的方法.回波聲程定位法和兩輪廓線同時(shí)回波聲程計(jì)算法配合使用,可準(zhǔn)確計(jì)算出未焊透缺陷的高度.檢測(cè)方法雖
2、然運(yùn)算起來(lái)稍有麻煩,但充分利用了超聲檢測(cè)的許多優(yōu)點(diǎn),最大限度地減少了影響測(cè)量精度的誤差因素,因而現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)測(cè)量精度高,對(duì)2ITlln以上的未焊透高度都可測(cè)量.關(guān)鍵詞:超聲檢測(cè);T型角焊縫;未焊透;回波定位;回波聲程中圖分類號(hào):TG115.28"5文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1004--4620(2007)03—0040-03T型角焊縫在金屬結(jié)構(gòu)件中應(yīng)用非常廣泛.在有關(guān)的金屬結(jié)構(gòu)施工標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范中,對(duì)其焊縫內(nèi)部質(zhì)量都要進(jìn)行無(wú)損檢測(cè),其中包括未焊透高度(由其得出焊接的有效厚度)的檢測(cè).用射線照相法測(cè)定T型角焊縫未焊透高
3、度幾乎是不可能的,需要用超聲檢測(cè)方法解決.根據(jù)未焊透的特點(diǎn)和斜探頭的聲場(chǎng)結(jié)構(gòu),從提高檢測(cè)精度人手,探討了未焊透輪廓線定位法和未焊透兩側(cè)輪廓線同時(shí)回波聲程計(jì)算法.1T型角焊縫未焊透的特點(diǎn)金屬結(jié)構(gòu)件中,T型角焊縫的形式見(jiàn)圖1,其未焊透兩側(cè)輪廓線的大致形狀見(jiàn)圖2(圖中陰影部分為已焊透部分,中間為未焊透部分).其中圖2a,b為埋弧自動(dòng)焊的未焊透形狀,輪廓線比較規(guī)則;圖2c,d為手工電弧焊的未焊透形狀,輪廓線不規(guī)則.這里沒(méi)有考慮因焊接工藝條件等因素的變化而造成的未焊透輪廓線彎曲等情況,此后的分析也均認(rèn)為未焊透兩側(cè)輪
4、廓線局部是相互平行的.A面A面A面A面aI型坡bK型坡IcK型坡IId雙J型坡口1一腹板;2一翼板;3一未焊透;4—焊縫.圖1T型角焊縫形式面圖2焊縫中未焊透兩側(cè)輪廓線的形狀從圖1,圖2可知,未焊透有如下特點(diǎn):1)未焊透的位置和方向是固定的,是面狀缺陷,位于腹板與翼板的結(jié)合處;其表面平行于翼板表面,垂直于腹板收稿日期:2006—06—09作者簡(jiǎn)介:崔玉強(qiáng)(1971一),男,山東泰安人,山東省冶金建設(shè)開(kāi)發(fā)公司無(wú)損檢測(cè)工程師,從事無(wú)損檢測(cè)和焊接工藝工作.40表面.2)對(duì)于I型,K型和雙J型坡口來(lái)說(shuō),未焊透兩側(cè)
5、輪廓線(見(jiàn)圖2a,c)大致對(duì)稱于腹板中心.2輪廓線回波定位法2.1未焊透的輪廓線測(cè)定根據(jù)上述未焊透的特點(diǎn),用斜探頭直射法在翼板A面上檢測(cè)時(shí),對(duì)于一定的折射角,由公式=T/cos(其中為聲程,為所測(cè)鋼板厚度,為斜探頭折射角)可知,未焊透回波聲程是固定的.這樣,測(cè)量時(shí)利用聲程定位法確定未焊透的輪廓線與波幅法比較,可以避免由耦合造成的測(cè)量誤差.當(dāng)工件和試塊的聲速相同或接近時(shí),也不會(huì)因折射角測(cè)不準(zhǔn)而影響未焊透高度的測(cè)量精度,從而能提高測(cè)量精度.這種方法的可能方式示意圖如圖3所示(翼板厚度為).由斜角探傷法知識(shí)可知
6、,未焊透的輪廓線位于翼板A面上,距探頭入射點(diǎn)TYg距離處的下方,未焊透高度的計(jì)算也非常簡(jiǎn)單,圖3示出的3種計(jì)算公式分別為:圖3a:d=(或d=L,).圖3b:d=L一2rTgfl(或d=L+2Lo-2TTgf1);圖3c:d=2TTgfl一(或d=2TTgfl-L一2L0).,.?I.1'i,■1l(圖3探頭前沿長(zhǎng)度和聲束折射角測(cè)定方式崔玉強(qiáng)等T型焊縫未焊透高度的超聲檢測(cè)方法探討2007年第3期其中d為未焊透高度;為斜探頭的前沿長(zhǎng)度(實(shí)際值);口為斜探頭折射角(測(cè)量值);為兩探頭入射點(diǎn)之間的距離;為兩探頭
7、前沿之間的距離.2-2測(cè)量誤差分析和測(cè)量方式選擇原則由圖3可知,用該種方法測(cè)量未焊透高度時(shí),引起誤差的因素主要有:斜探頭前沿長(zhǎng)度測(cè)量誤差(即入射點(diǎn)測(cè)量誤差),工件上探頭前沿(入射點(diǎn))的兩次測(cè)量誤差,試件和工件聲速誤差,另外還有儀器調(diào)節(jié)誤差和示波屏讀數(shù)視差等.可得出如下結(jié)論:當(dāng)工件聲速高于試塊聲速時(shí),同一深度下工件中聲速等效于相應(yīng)試塊聲程的折射聲束所對(duì)應(yīng)的折射角.大于試塊上測(cè)定的折射角,否則反之.關(guān)于探頭前沿長(zhǎng)度測(cè)量誤差和聲速誤差(等效折射角與探頭折射角測(cè)量值的誤差)所造成的未焊透高度的測(cè)量誤差的分析結(jié)果見(jiàn)
8、表1.表1未焊透高度的測(cè)量誤差從上述分析可知:1)對(duì)于圖3b,e兩種測(cè)量方式來(lái)說(shuō),只有提高探頭本身參數(shù)的測(cè)量精度才能提高未焊透高度的檢測(cè)精度.2)不論,L.誤差如何,圖3b,c兩種方式的未焊透高度測(cè)量誤差,總是數(shù)值大小相等,正負(fù)號(hào)相反.3)采用圖3a的方式可使,誤差引起的未焊透高度測(cè)量誤差相互抵消.因而圖3a方式的測(cè)量精度在相同條件下高于圖3b,e兩種方式.根據(jù)以上所述,在可能的情況下應(yīng)優(yōu)先采用圖3a方式,但在未焊透高度較小,
