超聲波探傷技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)焊接中的實際應(yīng)用.pdf

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1、蘭Q!!生釜魚塑【篁篁2Q!塑)江酉建塹旗王撞耋超聲波探傷技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)焊接中的實際應(yīng)用●劉達(dá)羽瓣福建省永正工程質(zhì)量檢測有限公司。福建福州350012摘要：隨著當(dāng)今社會工業(yè)水平的提升，鋼結(jié)構(gòu)在工業(yè)生產(chǎn)中占有的比重持續(xù)增高。為保證鋼結(jié)構(gòu)工程的質(zhì)量，超聲波探傷這種有效的探傷技術(shù)應(yīng)運而生。本文從超聲波探傷技術(shù)和鋼結(jié)構(gòu)焊接兩方面就焊接規(guī)范等方面淺談其在實際生產(chǎn)中的應(yīng)用。關(guān)鍵詞字：超聲波探傷焊接應(yīng)用超聲波探傷的基本原理是利用反射原理來對零部件中出現(xiàn)的缺缺陷進(jìn)行相關(guān)的檢測一種高效實用的探傷零部件的方法。當(dāng)超聲波束透人金屬材料后，在一截面進(jìn)人另一截面時

2、遇到缺陷、零件底面便會發(fā)生反射波，并且反射波能夠通過熒光屏上的脈沖波形顯示出來，工作人員通過查看熒光屏上形成脈沖波形，判斷缺陷位置和大小，形成工件的評定，包括幾何特性測量、組織結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能變化的檢測和表征等方面，最后對工件的應(yīng)用性能做出綜合性和應(yīng)用性的評價。超聲波檢測方法很多，按技術(shù)特點可分為A型脈沖反射法、衍射時差法(TOFD)、超聲導(dǎo)波法和相控陣超聲檢測法(PAUT)等。其中A型脈沖反射法按波形可分為縱波法、橫波法、表面波法、爬波法等。1關(guān)于超聲波探傷技術(shù)超聲波探傷技術(shù)的原理主要由以下幾個方面：(1)首先聲源產(chǎn)生超聲波，并且利用超

3、聲波來進(jìn)人工件；(2)超聲波進(jìn)入工件中后，能夠和工件材料和工件存在的缺陷進(jìn)行相互作用，并且工件材料和工件存在的缺陷能夠影響超聲波的傳播方向或特征；(3)當(dāng)這種傳播方向或特征的改變被相應(yīng)的設(shè)備接收并且檢測之后，對存在的問題進(jìn)行研究和計算；(4)根據(jù)評估后的結(jié)果，最后斷定工件本身是否存在缺陷，并且對缺陷的程度和缺陷的特征做出相應(yīng)的評估。2關(guān)于焊接中的常見問題對于鋼結(jié)構(gòu)工件，在加工的過程中經(jīng)常會遇到由于外形的尺寸大、形狀多種多樣，焊接時存在位置不對稱和焊縫較多的現(xiàn)象，因此在實際的工件加工過程中，常出現(xiàn)多種焊接問題，影響產(chǎn)品的質(zhì)量，常見的焊接問

4、題有裂紋，氣孔，未焊透，未熔合等問題。對于實際的鋼結(jié)構(gòu)工件，如圖l所示。在焊接過程中出現(xiàn)的問題，主要有以下幾個方面，下面進(jìn)行深入分析。2．1裂紋現(xiàn)象的發(fā)生對于裂紋的分類，按照溫度的原因分可分為熱裂紋和冷裂紋兩種。熱裂紋是由于高溫產(chǎn)生的，也圈l實際工程中鋼結(jié)構(gòu)工件實例叫做高溫裂紋或結(jié)晶裂紋。這種裂紋在焊縫內(nèi)部容易產(chǎn)生，但是在熱影響區(qū)也會經(jīng)常出現(xiàn)。對于熱裂紋主要有縱向裂紋、橫向裂紋、根部裂紋弧坑裂紋和熱影響區(qū)裂紋這幾種表現(xiàn)形式。對于這種裂紋產(chǎn)生的主要的原因是：焊接熔池在結(jié)晶時，低熔點共晶和雜質(zhì)在結(jié)晶過程中以液態(tài)間層形式存在，出現(xiàn)了偏析現(xiàn)象。

5、這樣會導(dǎo)致材料在凝固以后強(qiáng)度達(dá)不到規(guī)定的要求，一旦焊接應(yīng)力超過材料的承受范圍，就會導(dǎo)致液態(tài)問層或剛凝固不久的固態(tài)金屬形成熱裂紋。還有一種情況導(dǎo)致熱裂紋產(chǎn)生，就是母材的晶界上存在有低熔點共晶和雜質(zhì)，一旦出現(xiàn)焊接應(yīng)力超過材料的承受范圍，也會導(dǎo)致金屬材料被拉開出現(xiàn)裂紋。綜合以上兩種熱裂紋產(chǎn)生的原因，我們可以看出，它是由冶金因素和力學(xué)因素兩個方面決定的。對于冷裂紋，主要是由于焊縫在冷卻過程中溫度降到馬氏體轉(zhuǎn)變溫度范圍內(nèi)(300—200℃以下)導(dǎo)致的，這種裂紋能夠在焊接后馬上出現(xiàn)，也有的裂紋是在焊接之后的很長一段時間之后出現(xiàn)的，對于這種裂紋，又可

6、以稱作延遲裂紋。對于冷裂紋形成的原因，主要有三個方面：焊接接頭形成淬硬組織；擴(kuò)散氫的存在和濃集；存在著較大的焊接拉伸應(yīng)力。2．2氣孔的產(chǎn)生在焊接過程中，存在氣孔是一個非常常見的焊接缺陷。氣孔缺陷在一般非壓力容器構(gòu)件不認(rèn)為是一個很關(guān)鍵的缺陷，因此，這種缺陷經(jīng)常被人們忽視，但是實際上氣孔會直接導(dǎo)致焊接接頭的機(jī)械性能下降，一單應(yīng)力集中，就會減少焊縫有效工作截面，使得接頭的機(jī)械強(qiáng)度降低，有甚者還會導(dǎo)致工件的脆弱性破壞，使得產(chǎn)品的整體性能下降。要是出現(xiàn)穿透性或連續(xù)性氣孔，還會導(dǎo)致焊件的密封性嚴(yán)重降低。但是，在實際的鋼制結(jié)構(gòu)的焊接中，要想保證焊接過

7、程在幾米或十幾米乃至更長的焊縫上仍然不出現(xiàn)氣孑L，難度是非常大的。在現(xiàn)在的技術(shù)水平和條件下，一般是通過應(yīng)用采性氣體，來實現(xiàn)對焊縫的保護(hù)，同時在焊接過程中，要使得焊接過程一次焊透，或采用帶背面止口的接頭形式，這樣做能夠有效防止氣孔的產(chǎn)生。焊縫內(nèi)部由于熔池上方和熔池底部極易卷入空氣，是氣泡形成的主要區(qū)域。具體分析，是因為在鋼結(jié)構(gòu)焊接過程中，在焊接表面會形成大量的氧化膜及污垢，如果在焊接之前沒有清理干凈，就會出現(xiàn)焊縫金屬在高溫時，受到了焊接環(huán)境中的氣體(如02、H2、N2)或由于溶池內(nèi)部冶金反應(yīng)產(chǎn)生的氣體(如CO)的影響，會導(dǎo)致溶池冷卻凝固后

8、不能夠及時的排出，最后形成焊縫內(nèi)部和表面的氣孔。2．3未焊透與未熔合未焊透是指焊接過程中接頭根部沒有能夠完全熔透的現(xiàn)象，未熔合是指焊件與焊縫金屬或焊縫層間有局部未熔透。這兩種情況會給焊接的工件造成極大的影響