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无 损 检 测超声波探伤 刘鼎武 第九章 焊缝超声波探伤 锅炉压力容器和很多钢结构件主要是采用钢熔化焊焊接方法制造，为了保证焊缝质量，超声波探伤是重要的检查手段之一。 在焊缝探伤中，不但要求探伤人员具备熟练的超声波探伤技术，而且还要求探伤人员了解有关的焊接基本知识，如焊接接头型式，焊接坡口形式，焊接方法和焊接缺陷等。了解清楚相关情况，探伤人员才能针对各种不同的焊缝，采用适当的探测方法，从而获得相对准确的结果。 9.1.1.焊接过程 焊接是指通过加压或加热，或两者同时，用或不用填充材料，使工件达到原子结合的一种加工方法。常用的焊接方法有融化喊、压焊、特种焊接等。融化焊是使用最广泛的焊接方法，其中有手工电弧焊、埋弧自动焊、气体保护焊、电渣焊等。焊接过程实质上是一个冶练铸造过程，首先利用电能或其它形式的能产生高温使金属熔化，形成熔池，熔融金属在熔池中经过冶金反应后冷却，将两母材牢固地结合在一起。为了防止空气中的氧氮进入熔融金属，在焊接过程中通常有一定的保护措施。手工电弧焊是利用焊条外层药皮高温时分解产生的中性或还原性气体作保护层。埋焊和电渣焊是利用液体焊剂作保护层。气体保护焊是利用氩气或二氧化碳等保护气体作保护层。 9.1.3.坡口型式 为保证两母材施焊后能完全熔合，焊前应把接合处的母材加工成易于完全熔合焊透的形状，这种加工工后的形状称为坡口，根据板厚、焊接方法、接头形式和要求不同，可采用不同的超口形式。常见对接和角接接头的坡口形式。如图9.2所示。坡口各部分的名称如图9.3所示。（教P275） 9.1.4、焊缝中常见缺陷 GB/6147.1—2005《金属融化焊接头缺陷分类及说明》关于焊接缺陷的定义为“在焊接中因为焊接产生的金属不连续、不致密或连接不良的现象”；焊接缺陷的定义为“超过规定限值的缺陷”。 焊缝中常见缺陷有气孔、夹渣、未焊透、未熔合和裂纹等。如右图所示。 1.气孔 气孔是在焊接过程中焊接熔池高温时吸收了过量的气体或冶金反应产生的气体，在冷却凝固之前来不及逸出而残留在焊缝金属内所形成的空穴。产生气孔的主要原因是焊条或焊剂在焊前未烘干，焊件表面污物清理不净等。气孔大多呈球形或椭圆形。气孔为分单个气孔、链状气孔和密集气孔。 3.未熔合 未熔合主要是指填充金属与母材之间没有熔合在一起或填充金属各层之间没有熔合一起。产生未熔合的主要原因是超口不干净焊条行走速度太快，焊接电流过小，焊条角度不当等。未熔合分为坡口面未熔合和层间未熔合。 4.夹渣 夹渣是指焊后残留在焊缝金属组织内的熔渣或非金属夹杂物。产生夹渣的主要原因是焊接电流过小，速度过快，清理不干净，使致或非金属夹杂物来不及浮起而形成的。夹渣有点状夹渣和条状夹渣。 5.裂纹 裂纹是指在焊接过程中或焊后，在焊缝或母材的热影响区范围金属局部破裂的缝隙。 裂纹分为热裂纹、冷裂纹、和再热裂纹等。热裂纹是由于焊接工艺不当在施焊时产生的。冷裂纹是由于焊接应力过高，焊条焊剂中含氢量过高或焊件刚性差异过大造成的。常在焊件冷却到一定温度后才产生，因此又称延迟裂纹。再热裂纹一般是焊件在焊接后再次加热（消除应力热处理或其它加热过程）而产生的裂纹。 按裂纹的分布划分有焊缝区裂纹和热影响区裂纹。按裂纹的取向分为纵向裂纹和横向裂纹。焊缝中的气孔、夹渣是立体型缺陷，危害较小。而裂纹、未熔合是平面型缺陷，危害性大。在焊缝探伤中，由于余高的存在及焊缝中裂纹、未焊透未熔合等危险性大的缺陷往往与探测面垂直或成一定的角度，因此一般采用横波探伤。 9.2.钢制承压设备对接接头的超声波检测 母材厚度8～400mm的全融化焊对接接头是特种设备行业超声波检测的主要对象。 9.2.1.焊接接头超声波检测技术等级的选择 焊接接头的超声波检测技术等级主要根据检测面的数量、检测探头的多少、是 否检测横向缺陷、焊缝余高是否磨平等来划分等级。设计、制造、安装和检测部门 应根据承压设备产品的重要程度选择检测技术等级。 JB/T4730.3-2005《承压设备无损检测第3部分：超声检测》 5.1.2.1中规定“超声检测技术等级分为A、B、C三个检测级别。超声检测技术等 级选择应符合制造、安装、在用等有关规范、标准及设计图样规定”。 5.1.2.2不同等级的技术要求 ⑴ A级检测适用于与承压设备有关的支承件和结构件母材厚度8～46mm的焊接接 头检测。一般用一种K值探头，采用直射发和一次反射法在焊缝单面单侧进行扫查。 不要求进行横向缺陷的检测。 ⑵ B级检测技术适用于一般承压设备对接接头的检测。其要求