吊车梁T型角焊缝超声波探伤探头选择及探头要点.docVIP

吊车梁T型角焊缝超声波探伤探头选择及探伤要点 摘要：通过对超声波探头分析选择、扫描速度、灵敏度的调节、扫查方式选择及缺陷的判定等方面来介绍吊车梁T型角焊缝的超声波探伤方法的要点。 关键词：T型角焊缝 探头 仪器调节 缺陷判定 柳州钢铁厂转炉厂房吊车梁（材料Q235钢）长26000mm，高2600mm，宽800mm，由厚度δ=30mm翼板与δ=20mm腹板用T型结构型式组焊连接而成（如图1）。刚度大，施焊不易操作（与平板对接焊相比），因此焊接过程中易产生未焊透、未熔合、裂纹、夹渣、气孔等缺陷。 图1 吊车梁结构简图 2 探头的选择 2.1 探头形式的选择 2.1.1 采用直探头在翼板上进行探测，如图2探头位置1，用于探测焊缝中腹板与翼板间未焊透、未熔合、裂纹等缺陷。 2.1.2 采用斜探头在翼板外侧如图2中探头位置2，用一次波可探测纵向、横向缺陷，特别是腹板坡口处的未熔合。 2.1.3 采用斜探头在腹板上利用一、二次波进行探测缺陷，如图2中探头位置3。 图2 探伤节点图 2.2 探头规格型号选择 探头规格型号见表1。 表1 名称 直探头1 斜探头2 斜探头3 型号 2.5P10Z 2.5P13×13K1 2.5P13×13K2.0 2.3 探头选择计算 探头选择是否合适即探头所发出的声波束至焊缝距离是否在1.64N[1]以外（N—近场区）计算。 2.3.1 直探头1（型号为2.5P10Z）所发出声波束至焊缝距离计算（见图2）： 已知：钢纵波声速CL≈5900m／s。 横波声速CS=3230m／s 探头有机玻璃声速CL ≈2730m／s ∵λ=c／f=5.9／2.5=2.36mm N=D2／4λ=102／（4×2.36）=10.6mm 1.64N=1.64×10.6=17.5mm 17.5mm＜30mm（翼板厚度） 即直探头1所发出声波束至焊缝距离已在1.64N以外，故合理。 2.3.2 斜探头2（型号为2.5P13×13K1）所发出声波束至焊缝距离计算（见图3）： λ==1.29mm K=1 ∴β=45° ＝ ＝ ∴α＝36.7° L1＝6.5tga＋＝6.5×0.705＋＝7.7mm N＝×－L1= ×－7.7 ≈20mm 1.64N＝1.64×20≈33mm ＝＝42（mm） 33mm＜42mm 图3 探头结构简图（部分） 即：斜探头2所发出的声波束束至焊缝距离在1.64N以外，所以2.5P13×13K1探头选择合理。 式中 λ—波长 F—晶片面积 N—近场区 L?—入射点至波源的距离 T—吊车梁翼板厚度 α—入射角 β—折射角 6.5mm—探头晶片 2.5mm—探头保护层厚度 选K?探头的另一个理由为使轴线上波束与腹板坡口垂直，更易于发现未熔合缺陷。 2.3.3 同理2.3.2计算得K?的一次波声程也在近场区外。 K?能否扫查焊缝全体积的计算。 ＝＝1.75＜K＝2 ∴K?的一、二次波能扫查全焊缝体积。 ∴斜探头2.5P13×13K?也是合适的选择。 式中 a、b—焊缝宽 L0—探头前沿 T—腹板厚度 经过上述的分析计算，证明所选择的3种探头（2.5P10Z、K1、K2）对探测此吊车梁T型焊缝是完全可靠合适的。 3 扫描速度的调节 直探头探伤 直探头探伤在工件上用翼板厚度（B1、B2底波）调节。 斜探头 斜探头探伤调节方法同平板对接焊缝 4 灵敏度调整 直探头探伤 用平底孔（Φ2）试块调节灵敏度，评定线Φ2【2】，定量线Φ3【2】，判废线Φ6【2】（见图4）。 图4 距离—波幅曲线 斜探头探伤 按平板对接焊缝的方法调节灵敏度，评定线Φ1×6-9dB【3】，定量线Φ1×6-3dB【3】，判废线Φ1×6+5dB【3】（见图5）。 直探头于位置1应在焊缝及热影响区内扫查; 斜探头于位置2作360°方向扫查; 斜探头于位置3，平板焊缝几种扫查方式均可用。 6 缺陷的判断 6.1直探头的位置1 6.1.1未焊透（未熔合）出现在声程等于翼板厚度位置。 6.1.2层状撕裂出现在翼板厚度略小的位置。 6.2斜探头翼板位置2 6.2.1当探头声束垂直焊缝探测，缺陷波出现在焊角波前。 6.2.2当探头平行焊缝或一角度时，出现回波则为缺陷波。 6.3斜探头腹板位置3，缺陷判别与平板焊缝相同。 6.4质量分级和验收参照平板对接焊缝[3] 7 检测结果及缺陷验证 在对36根吊车梁检测结果中发现符合Ⅰ级焊缝者22根，符合Ⅱ级焊缝者12根，其中开始制作有2根梁发现连续或断续