超声检测2011.ppt

a.热裂纹 热裂纹是焊接过程中焊缝和热影响区金属冷却到固相线附近的高温区产生的焊接裂纹，都是沿奥氏体晶界发生开裂。 热裂纹中结晶裂纹是焊缝金属在结晶过程中处于固相线附近的温度范围内，由于凝固金属的收缩，而且此时残余的液相不充足，在承受拉伸应力时造成沿晶界开裂。 多产生在含硫、磷、碳、硅较多的碳钢及低合金钢，低中合金钢焊缝中，也产生在单相奥氏体钢，镍基合金及某些铝合金焊缝中，结晶裂纹通常产生焊缝金属上，在个别情况下也发生焊接热影响区。 热裂纹中高温液化裂纹是由于焊接热循环峰值温度作用下，在焊接热影响区和多层焊的层间金属中如果含有低熔点共晶组成物，即可被重新熔化，当受到一定的拉伸 内应力时就会诱发和产生奥氏体晶间开裂，高温液化裂纹多发生在硫、磷、碳等杂质较多的铬镍高强度钢、奥氏钢，某些镍基合金的近缝区或多层焊的层与层之间，在母材及焊丝中，杂质含量越高产生高温液化裂倾向越大。 热裂纹中多边化裂纹是焊缝和近缝区在固相线温度以下的高温区内，由凝固金属中许多晶格缺陷（空穴、错位），物理化学性能不均匀性，组织的疏松、高温强度及塑性低等原因在温度和应力作用下，产生沿着多边化边界开裂。多边化裂纹大多产生在纯金属或单相奥氏体合金焊缝或焊接热影响区。 b.冷裂纹 冷裂纹是焊接接头冷却到较低的温度以下，大约在钢的马氏体转变温度（即MS或200~300℃的温度区）以下，由于拘束应力，淬硬组织和氢的作用下产生的裂纹，冷裂纹主要发生在低合金钢、中合金钢和高碳钢焊缝的热影响区。 延迟裂纹是冷裂纹中一种比较普遍的形态，是钢的焊接接头冷却到室温后，并在一定时间（几小时甚至十几天）才出现的焊接冷裂纹。可在焊接接头的不同部位产生不同的延迟裂纹：产生在沿应力集中的焊缝根部所形成的焊接冷裂纹称焊根 裂纹，产生在沿应力集中的焊趾处所形成的焊接冷裂纹称焊趾裂纹，裂纹取向与焊道平行，由焊趾表面向母材深处扩展，产生在靠近堆焊焊道的热影响区内形成的焊接冷裂纹称焊道下裂纹，一般情况下裂纹取向与熔合线平行，也有垂直于熔合线的。 c.再热裂纹 焊后焊件在一定温度范围再次加热时，由于高温及残余应力的共同作用而产生的晶间裂纹称消除应力裂纹，也称再热裂纹。再热裂纹也是沿晶开裂，但再热裂纹只在较低温度下一定范围内（约550℃~650℃）敏感，而热裂纹是在结晶过程中的固相线附近发生。 再热裂纹多发生在低合金高强钢、珠光体耐热钢、奥氏体不锈钢以及镍基合金的焊接接头粗晶段，高强钢厚壁容器焊缝常出现这种再热裂纹。 d.层状撕裂 焊接时，在焊接构件中沿钢板轧层形成的呈阶梯状的一种裂纹称层状撕裂。属低温开裂，撕裂的温度不超过400℃，产生层状撕裂的原因主要是由轧制钢材内部存在分层状夹杂物（特别是硫化物、夹杂物等）和在焊接时产生垂直于轧制方向的应力， 使焊接热影响区产生“台阶”状开裂，可穿晶发展。层状撕裂大多发生在屈服强度高，且含有不同程度夹杂物的高强钢，如厚壁容器、大型结构件等T型接头，十字接头和角接头焊缝母材上（如T型接头的翼板上）比较易于产生层状撕裂。 当焊接接头中存在微气孔、微裂纹、咬肉、未焊透等尖角效应缺陷时都可能在应力作用下发生为层状撕裂。 第二节 中厚板对接焊缝超声波探伤 一、探测条件的选择 1. 探测面 光洁度：表面粗糙度≤6.3μm，露出金属光泽。 探测面宽度（即探头移动区）L为：□ □二次波（一次反射或串列式） L=1.25P=2.5K=2.5Ttgβ 式中：P—跨距mm， T—母材厚度mm， K—探头K值等于tgβ， β—探头折射角（°）。 直射波（一次波） L=0.75×2TK=1.5TK 2. 耦合剂：机油、浆糊等。 3. 频率：通常2～5MHZ。 薄板：5MHZ。 4. K值选择： 选择原则： 三条原则 ①使声束扫查到整个焊缝截面。（不漏检） ②使声束中心线尽量与主要危险性缺陷垂直。 （提高危险性缺陷检测率） （焊缝中危险性缺陷大多与表面垂直） ③保证有足够探伤灵敏度 如光从探头考虑：从斜入射往复透过率角度分析，有机玻璃→钢折射角β=40~50°（相当于K=1左右）往复透过率最高，大于20%~30%。此时检测灵敏度最高。 β=50~60°时，往复透过率17~20%。（相当K=1.5） β=60~70°时，往复透过率14~17%。（相当K=2） β=70~80°时，往复透过率10~14%。（相当K=2.5~K3） β=80~90°时，往复透过率10%→0。 即β越大（K越大），往复透过率越小，灵敏度越小。 当然灵敏度除了探头K值，还有仪器配合。 为保证声束扫查到整个焊缝，探头K值必须满足： （a、b分别为上、下焊缝 宽） 标准中K值选择推荐定： 6