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1、利用超聲變型縱波檢測(cè)焊縫中間未焊透第22卷第4期2000年4月無(wú)損檢測(cè)NDTVo1.22ApriINo.4Z000性.利用超聲變型縱焊縫中間未焊透李建忠(新疆鋼鐵嚌琵_830022)17T侈摘要通過(guò)理論分析與對(duì)比試驗(yàn),提出用變型縱波檢測(cè)蚪縫中間未烊透,并計(jì)論7其可行主題詞超聲檢驗(yàn)烊縫未焊透啪I.亟/(ULTRASoNICDETECT10N0FINCoMPLETEPENETRATIoNINWELDSBYMoDIFIEDLONGITUDINALWAVEsLiJianzhong(XiniiangIronandSteelResearchInstitute
2、)AbstractBymeansoftheoreticalanalysisandcomparativetests,ultrasonicdetectionofincompletepenetrationinweldsbymodihedlongitudinalwaveswasputforward.Feasibilityofthemethodwasalsodiscussed-KeywordsUhrasonictestingWeldIncompletepenetration中問(wèn)未焊透是x型和K型坡口焊縫中常見(jiàn)缺陷之一,是由焊接時(shí)坡口鈍邊處未熔臺(tái)到一起而形成
3、的沿焊縫方向的長(zhǎng)條形空隙,在其缺口和端部會(huì)形成應(yīng)力集中點(diǎn),且減小焊縫截面,承載后易產(chǎn)生擴(kuò)展裂紋,故為危險(xiǎn)性缺陷口]用常規(guī)K3,0,K2.5,K1.5和K1.0單斜探頭對(duì)其檢測(cè)時(shí)靈敏度很低,有時(shí)甚至不能發(fā)現(xiàn)這些未焊透,而選用K1,92或其附近折射角探頭,利用變型縱波檢測(cè),可獲得較高的檢測(cè)靈敏度和檢出率.1檢測(cè)原理1.1波型轉(zhuǎn)換與聲壓反射率當(dāng)橫波在工件中傳播遇到缺陷時(shí),就會(huì)在兩種介質(zhì)的交界面(即缺陷表面)產(chǎn)生反射,同時(shí)還能產(chǎn)生波型轉(zhuǎn)換(圖1),產(chǎn)生波型轉(zhuǎn)換的情況與橫波在?168?圖1斜角探傷中的嫂型轉(zhuǎn)換s——橫渡L——縱波缺陷表面的入射角話(話一90
4、.一盧)有關(guān).關(guān)于橫波入射角話和縱波反射角禮以及臨界角話-的關(guān)系,可用正弦定律表示.臨界角話t的意義是.當(dāng)橫波入射角話>話.時(shí),將只有反射橫波而無(wú)反射縱波.對(duì)于鋼,當(dāng)橫被入射在鋼和空氣交界面(如中間未焊透)上時(shí),話.一33.2',橫波入射角話與橫波反射率y和縱波反射率問(wèn)的關(guān)系如圖2所示.話一26.6.(盧一63.4..K一2.0)時(shí),禮一54.9..一87,YLs一163;話一27,5'(盧一62.5',K一1,92)時(shí),禮一圖z入射橫渡在鋼和空氣界面上臼勺反射澳李建忠:利用超聲變型縱波拉測(cè)焊縫中間未焊透57.5,=83,yLs=166;話
5、:27.8.(p=62.2.,K=1.9)時(shí),住一58.4.,ss一78,Ls一170.J.2幾何證明利用K1.92(一62.5.,傳=27.5.<傳.)單斜探頭檢測(cè)焊縫中間未焊透缺陷時(shí),探頭是收不到橫波反射波的,而變型縱波經(jīng)底面反射后正好為探頭所接收(圖3)口].證明過(guò)程如下:設(shè)橫波入射至中間未焊透表面0點(diǎn)時(shí),探頭入射點(diǎn)^至焊縫中心的水平距離為z,變型縱波經(jīng)底面c點(diǎn)反射后到達(dá)探測(cè)面^點(diǎn),且^點(diǎn)至焊縫中心的水平距離為.圖3超聲波的途徑S——橫渡L——縱波在直角△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~=號(hào)n.t住一號(hào)Ot57.5.≈0.96丁即f≈,A點(diǎn)和A點(diǎn)基本重臺(tái).同理可得,K2.0探頭,f—T,f一一1.0ST;K1.9探頭,一0.94T,f'一0.90T.令△;--I,則板厚丁不同時(shí),值見(jiàn)表1.另外,入射點(diǎn)是指主聲束軸線與探測(cè)面的交點(diǎn),所以,變型縱波經(jīng)底面反射后能為探頭接收到.衰l探頭值T/mm20304050507080200】0152.0253O35401.9200000001.g0—0.8—12一l5—2.0—24—2.8—3.2對(duì)于反射橫
7、波,依據(jù)波的反射原理,入射波AO與反射波OB對(duì)于法線ON來(lái)說(shuō)是對(duì)稱的,^點(diǎn)和口點(diǎn)對(duì)于ON是對(duì)稱的.所以反射波OB經(jīng)底面B點(diǎn)反射后,探頭是接收不到的.1.3聲程計(jì)算利用K1.92單斜探頭對(duì)焊縫中間未焊透檢測(cè)時(shí),由三角關(guān)系求得入射橫波聲程s丁S一AO==08T變型縱波聲程&=OC+CA一+舞=(c+尸c)=1_(吾+丁)一1.78丁相當(dāng)于橫波聲程Ss==×1.78T=0.97丁式中cs——鋼中橫波聲速cL——鋼中縱波聲速同理可得,K2.0探頭,s一1.12T,=1.83T,S一1.00T;K1.9探頭,風(fēng)=1.07T,&=1.76T,
8、S一0.96T.若儀器掃描線比例阱深度1t1調(diào)節(jié),板厚丁不同時(shí),在儀器熒光屏上顯示的中間未焊遺缺陷埋藏深度與其實(shí)際埋藏深度(1/2)T之
