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超声波无损探伤检测焊接质量研究

发表时间：2021/5/21 来源：《基层建设》2021年第2期作者：刘常庆万飞

[导读] 摘要：随着我国制造业的快速发展，工业实力也得到了大幅度的提升。

        华油钢管有限公司河北沧州 061000
        摘要：随着我国制造业的快速发展，工业实力也得到了大幅度的提升。因此对于焊接质量的要求也越来越高，一种无损的超声波探伤检测正逐渐成为主流的焊接质量检测方式。本文从超声波探伤无损检测的原理、检测方法、注意事项、检测内容等四方面入手，对焊接质量的超声波探伤无损检测进行了深入的探析，为相关的从业者和研究人员提供一些借鉴。
        关键词：超声波探伤；无损检测；焊接质量；检测方法
        引言
        焊接质量直接关系到工程建设质量、安全，因工程方面多会采取钢结构焊接，以此加强工程建设。因而，需要明确探伤无损检测技术要求、应用过程需要注意相关事项，并且合理使用校准仪器。除此之外，应联系具体状况进行
        1超声波探伤无损检测的主要检测内容
        1.1气孔检测
        该检测是对整体焊接质量进行检测的前提，在焊接过程中产生的气孔，其整体的回波高度具有自身的特点，同时其波形通常情况下是单峰，其检测较为可靠，可以实现多方向的检测。但是在检测过程中，其整体检测波形会因为探头位置的变化而消失，同时在检测过程中检测的波高等情况受到气孔大小的影响，而且探头进行定点转动的时候，波形变化往往会消失，针对这一现象，工作人员应注意焊材是否严格按照温度要求采取了烘干措施，同时对焊芯的锈蚀等情况进行分析，并注意查看焊丝是否清理干净等。在进行检测的过程中，这些问题都是工作人员应注意的。
        1.2夹渣检测
        夹渣检测是运用超声波探伤无损检测的主要形式之一，在进行检测的过程中，其形成的回波信号通常跟点状气孔具有相似性。在进行检测过程中，条状夹渣的自身探测信号会有波幅不高的特点，此外，在检测时，其有时候也有可能具有树枝状的特点。检测中工作人员可以进行多方向检测，进而分析回波产生特点。比如工作人员可以对焊接电流大小情况进行分析，查看是否因为电流产生波动，同时也可以对焊缝边缘清理程度等进行查看，通过选择合适的焊接电流等情况，提升整体的技术探测水平。
        1.3裂纹检测
        裂纹出现的原理其实就是热胀冷缩，出现裂纹的原因有两个，一个是冷裂纹，就是指在冷却的时候，由于材料会随着温度下降产生拉力，导致焊缝裂开。另一个是热裂纹，热裂纹的产生是由于在焊接的时候受热不均匀导致产生的裂纹。在检测的过程中，裂纹产生的波形和夹渣、气孔的波形有明显的区别。在仪器显示中波幅很高，而且存在很多的峰值点，出现波动的范围明显更宽。当移动探头时，波形也会发生明显的变化。裂纹的存在是焊接质量的重大问题，在焊接的过程中要注意遵守焊接的流程规范，冷却也要按照要求进行冷却，不能使用一些其他办法加速冷却，这只会加重裂纹的产生。
        2超声波探伤无损检测焊接质量的注意事项
        2.1技术要求
        超声波探伤无损检测焊接质量的方法需要有一定的技术要求，在进行检测之前，检测人员需要根据被检测物品的结构及设计图纸、焊接图纸进行分析，了解其可能存在的问题及位置，分析探头放置的位置，检测过程中还需要遵守相关的国家标准规定进行操作。除此之外，还要排除其他的因素的干扰。第一是检测人员的干扰，检测人员一定要在熟悉设备、检测步骤之后才能实际进行操作；第二是检测材料的干扰，比如在耦合剂的选择中，不能对被检物品产生影响，并且检测完成后还要便于清理；第三是检测环境的干扰，所有的检测必须在空旷安全的环境中进行，狭小的环境会严重影响接收到的脉冲波，另外，现场的管理必须有条不紊，不能出现步骤错乱或者人员资质不齐的情况。超声波检测时一项技术较高的高精检测，对于人员、环境、技术的要求相对较高，检测人员的高素质，检测流程的透明有序和检测环境的规范都能使检测结果更加科学有效。

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        2.2气孔缺陷的波形和预防措施
        若附件出现单气孔缺陷，此时缺陷位置产生的波形具有高度低、单缝且稳定性良好等特点。在检测单气孔缺陷时，需要固定探头位置，并保证每个角度的探测方向都能获得相同大小的发射波。若出现多个且密集的气孔缺陷时，不同大小的气孔会出现不同高度的发射波。此时将探头进行定点旋转时，反射波会出现规律性的波动情况。引发附件出现气孔缺陷的主要原因有三个方面。第一，工作人员使用未能充分烘干的焊接材料，且在焊接时出现药皮脱落、焊芯锈蚀等情况。出现上述情况时，多数是由于工作人员未能精准控制焊接电流，导致电弧增长。第二，使用波动变化较大的电压。第三，使用气体对焊接过程进行保护时，保护气体纯度较低。为避免附件焊接时出现气孔缺陷，工作人员应实施以下预防措施。第一，使用未锈蚀且未出现药皮开裂或者剥落情况的焊条。若使用生锈的焊条，需要工作人员对焊条充分除锈。第二，工作人员应充分烘干使用的焊条，并严格清理焊条的两侧以及坡口等位置后才能进行焊接操作。第三，工作人员应严格控制焊接时使用的电流、电压，并保证焊接的速度符合焊接标准。
        2.3夹渣缺陷的波形和预防措施
        附件焊接后出现点状夹渣缺陷时，此时进行超声波检测，产生的回波信号会出现较低的锯齿状波幅。此外，在主峰附近还会出现小峰，若平移探头，会使产生的波幅发生变化。引发附件焊接产生夹渣的原因有：工作人员使用较小的电流，且电流通过速度较快，未能出现熔渣既完成焊接操作；工作人员未清理完成焊接的位置；使用的焊条与焊接材料接触后，由于成分不同出现化学反应，导致焊接位置出现夹渣。对夹渣缺陷实施的预防措施包括：工作人员应保证电流的大小保持在稳定状态；适当提高焊接坡口角度；在焊接的准备阶段，严格清理坡口；根据焊接材料的性质，工
        2.4裂纹缺陷的波形和预防措施
        裂纹检测，作为焊接质量超声波探伤无损检测中的重点工作，对于裂纹回波高度提出了明确要求，不但需确保裂纹回波的高度、波幅宽度，而且需要注意多峰状况、探头平移反射波容易产生持续改变。如果探头转动裂纹波峰为上下错动的状态，裂纹为危险缺表现，对焊接接头强度影响较大，比较容易发生热应力集中状况，为导致结构断裂的主要原因。主要包括：热裂纹和冷裂纹，前者和焊接熔池冷却速度过快有关，所以会发生偏析状况无法确保焊缝受热保持均匀，引发拉应力所致热裂纹。因而，需降低钢材杂质含量、偏析程度，调整焊缝收缩自由度。冷裂纹的发生和焊接材料淬透性大有关，完成焊接冷却后受到拉力作用影响发生裂开问题。故而，在焊接前需作以预热处理，焊接后冷却降低焊接应力。此外，焊接操作应保持规范、按照顺序进行焊接，保证焊件应力达到相关标准，进而确保焊接的整体质量。
        3结束语
        随着目前我国整体经济的进一步发展，工程建设项目越来越多，而在工程项目的建设过程汇总，对现代工程的设备检测等方面也要加强重视，提高超声波探伤无损检测的整体质量。同时工作人员也应不断学习该技术的先进知识，实现有效认知，提升整体的技术水平，进而促进该项超声波探伤无损检测技术的不断发展。
        参考文献
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