焊縫超聲探傷中常見缺陷分析與假信號區(qū)分

王梅榮

摘 要：焊接廣泛應(yīng)用在建筑、汽車、電子、航空等領(lǐng)域，焊接質(zhì)量的控制尤為重要，焊縫超聲探傷作為焊接質(zhì)量檢測最為有效的方法之一，我們需要認(rèn)真對待。實際探傷工作中會遇到各種各樣的波形信號，有的是真的缺陷波，有的卻是假信號波，探傷人員需要了解常見的缺陷、缺陷波形及其形成原因，方能避免假信號波干擾而造成的誤判。

關(guān)鍵詞：焊縫缺陷；超聲探傷；焊縫探傷假信號

中圖分類號：TG441.7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）13-0077-01

1 常見缺陷

焊縫超聲探傷中缺陷主要有以下幾種：

1.1 氣孔

氣孔是典型的焊接缺陷，氣體的存在是形成氣孔的先決條件。形成氣孔的氣體有兩類：高溫時金屬溶解了較多的氣體（如氫氣和氮氣）和熔池內(nèi)產(chǎn)生的冶金反應(yīng)產(chǎn)物（如一氧化碳和水蒸氣）。焊接熔池吸收的氣體因過飽和以致形成氣泡，又不能及時逸出而殘留于焊縫中，就會形成氣泡。

特征：①氣孔體積一般不大，呈球形或橢球形；②氣孔中含有氣體；③一般產(chǎn)生于引弧和熄弧處。

反射波的特征：單個氣孔回波高度低，波形為單峰，較穩(wěn)定，當(dāng)探頭繞缺陷轉(zhuǎn)動時，缺陷波高大致不變，但探頭定點轉(zhuǎn)動時，反射波立即消失；密集氣孔會出現(xiàn)一簇反射波，其波高隨氣孔大小而不同，當(dāng)探頭作定點轉(zhuǎn)動時，會出現(xiàn)此起彼伏現(xiàn)象。

1.2 夾渣

夾渣是焊接過程中藥皮等雜質(zhì)夾雜在熔池中，熔池凝固后形成的焊縫中的夾雜物。形成原因有二：（1）焊件清理不干凈、多層多道焊層間藥皮清理不干凈、焊接過程中藥皮脫落在熔池中等；（2）電弧過長、焊接角度部隊、焊層過厚、焊接線能量小、焊速快等，導(dǎo)致熔池中熔化的雜質(zhì)未浮出而熔池凝固。

特征：①一般呈體積狀，表面不規(guī)則；②夾渣中一般為非金屬夾雜物。

反射波的特征：點狀夾渣的回波信號類似于點狀氣孔。條狀夾渣回波信號呈鋸齒狀，由于其反射率低，波幅不高且形狀多呈樹枝狀，主峰邊上有小峰。探頭平移時。波幅有變動；探頭繞缺陷移動時，反射波幅不相同。

1.3 未焊透

未焊透是指焊接時接頭的根部未完全熔透的現(xiàn)象。

特征：①有一定的長度，一般產(chǎn)生于起弧和熄弧處；②未焊透的位置根據(jù)坡口型式，一般在焊縫中部、焊縫兩側(cè)和焊縫根部；

反射波的特征：在板厚雙面焊縫中，未焊透位于焊縫中部，聲波在未焊透缺陷表面上類似鏡面反射，用單斜探頭探測時有漏檢的危險。對于單面探測根部未焊透，類似端角反射。探頭平移時，未焊透波形穩(wěn)定。焊縫兩側(cè)探傷時，均能得到人致相同的反射波幅。

1.4 裂縫

焊縫在焊接當(dāng)中開裂有以下原因：應(yīng)力、拘束力、剛性、化學(xué)成分、焊縫預(yù)留的間隙、電流、焊道、母材清潔度等。這些因素都可能造成焊縫開裂。雖然焊縫開裂原因很多，但在不同場合可能由多種因素造成，也有兩種或三種因素造成，也有可能只受某一個因素造成。

特征：①裂縫有一定的長度和深度，表面不平整；②裂縫大多產(chǎn)生于應(yīng)力比較大的部位，如十字接縫處。

反射波的特征：當(dāng)波束與裂紋垂直時，缺陷波形明顯、尖銳、波峰陡峭。探頭平行移動時，但波形在熒光屏上的位置隨裂紋方向、曲折程度而變，探頭移動到一定距離后，才逐漸減幅，直至消失。

1.5 未熔合

反射波的特征：當(dāng)超聲波垂直入射到其表面時，波幅很高，從焊縫兩側(cè)探，聲程著落點在熔合線附近。一次波幅高二次波幅低或者二次波幅高一次波幅低，探頭平行移動時波幅平穩(wěn)，擺動或轉(zhuǎn)動探頭，波形消失快。

2 假信號

在焊縫探傷中，常會出現(xiàn)一些非缺陷引起的反射信號，稱之為假信號。產(chǎn)生的主要原因是焊縫成形結(jié)構(gòu)和儀器靈敏度過高。主要形成原因及辨別方法有以下幾種：

2.1 探頭雜波

由于探頭吸收塊作用降低或失靈，吸收不好，故在始波后出現(xiàn)很多雜波。

由于探頭晶片位置裝得不合適，或探頭有機玻璃塊設(shè)計不合理，使探頭內(nèi)的縱波反射未能全部被有機玻璃塊完全吸收，而被晶片接收而產(chǎn)生雜波。

探頭不與工件接觸，探頭雜波即在示波屏上顯示。在探傷過程中，探頭雜波固定在某一定位置上，不隨探頭移動而移動，所以比較容易鑒別。

2.2 儀器雜波

儀器性能不好或靈敏度調(diào)節(jié)偏高而產(chǎn)生。當(dāng)探頭移動時，此雜波在示波屏上的位置不變；降低靈敏度，此種雜波消失。

2.3 耦合劑反射

探傷時，由于探傷前沿耦合劑堆積過多，也會引起反射訊號。探頭不動，此波時而升高、時而降低，很不穩(wěn)定；探頭稍微移動，波形變化很大，無一定規(guī)律。如果用手指放在探頭前面或消除耦合劑以后，反射波立即降低，或者消失。

2.4 焊角反射

超聲波在焊角處的反射即為焊角反射。焊角反射的訊號與增強量的高度有關(guān)，增強量高，反射訊號高，增強量低，反射訊號低。若增強量小到一定程度（或無增強量）時，無焊角反射。

2.5 咬邊反射

咬邊屬于焊縫邊緣的表面缺陷，在表面檢查時用肉眼可觀察到，但在探傷時，很容易與內(nèi)部缺陷相混淆。

2.6 溝槽反射

在自動焊的多道焊和手工焊的橫焊中常形成一道道溝糟。由于自動焊中的溝槽比較規(guī)則，故容易鑒別。而手工焊中的溝槽則比較復(fù)雜，無一定規(guī)律且其溝槽深，需謹(jǐn)慎。

2.7 焊縫上下錯位

在焊縫兩側(cè)探傷時，當(dāng)發(fā)現(xiàn)焊角反射波在示波屏上出現(xiàn)的位置不同，它比正常的焊角反射位置超前或延遲，且超前和延后的格數(shù)相同時，則可認(rèn)為是焊縫上下錯位。

2.8 焊縫上下寬度不一

焊縫上下寬度不一的現(xiàn)象在焊接結(jié)構(gòu)中常會發(fā)生。例如采用單面焊雙面成型的焊接工藝、V型坡口等都會產(chǎn)生上寬下窄的焊縫成型。