内容发布更新时间 : 2025/1/1 22:06:30星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
T型焊缝超声波检测常见的缺陷及波形分析
关键词： T型焊缝缺陷探伤面未熔合裂纹静态波形动态波形
某临港重型装备基地联合厂房工程是国家重点工程，受业主委托对制造方产品进行检测，检测地点在制造方车间内进行。其中1000t吊车梁钢结构要求进行超声波检测。吊车梁的腹板和上翼板属于全焊透T型焊缝结构，进行超声波检测应克服以下几点问题：
㈠、焊缝结构复杂，探头难于选择；
㈡、焊缝内部缺陷产生部位不同，探伤面难于选择；
㈢、难于区分缺陷波和变形波，缺陷位置和性质难于判断。
1000t吊车梁的钢结构形状为工字型的焊接结构件，如下图（A）所示。上下翼板厚度为δ=30、40、45mm，腹板规格为2750×17950，厚度为δ=18、22、30mm，材质为Q345B。执行标准有《钢结构工程施工及验收规范》GB50205-2001、《钢结构手工超声波探伤方法和探伤结果分级》GB/T11345-1989标准。根据吊车梁加工图纸要求，上翼板和腹板连接处焊缝为全熔透焊缝，此焊缝应符合GB50205-2001的Ⅰ级要求，即焊缝满足于超声波检测的GB/T11345-1989的BⅠ级标准。
一、探头的选择问题
T 形焊缝分为全熔透焊缝和半熔透焊缝，对于全焊透的T型焊缝的检测，不能采用射线检测，只有进行超声波检测。超声波检测方法中分为纵波法、横波法、表面波法、板波法、爬波法等。通常GB/T11345-1989的B级标准要求，采用横波法探伤，使用一个斜探头即可达到目的了，但考虑T型焊缝结构特点，检测时可以采用横波法和纵波法相结合进行探伤，那么探头就要用到直探头和斜探头。
如：选用2.5MHz φ14的直探头， 2.5MHz 10×10 K2的斜探头，还有2.5MHz 10×10 K1的斜探头。
直探头及K1的斜探头用于发现上翼板侧层状撕裂、翼板与腹板间的未焊透及腹板与母材间未熔合等缺陷，K2的斜探头用于发现其他位置常见面状及点状缺陷，如未熔合、未焊透、气孔、夹渣等缺陷。采用φ14的直探头主要考虑焊缝
宽度可能很小，在探测时容易检测到缺陷。根据板的厚度在18-30之间，斜探头选用K2的就可以了，斜探头10×10的晶片尺寸比13×13的检测时发现缺陷更灵敏，不容易漏检，K1的斜探头对未焊透和裂纹检测灵敏度更好。
二、考虑探伤面的选择
通常T型焊缝是在腹板位置处开坡口，常见缺陷集中在腹板侧，检测时腹板侧是发现缺陷最主要的探伤面，但坡口与翼板处的未熔合缺陷与探头主声束不垂直，在腹板侧检测到的缺陷波不高，容易漏检，可以用直探头在翼板侧对焊逢进行检测，或用K1的斜探头在翼板侧检测。
注意：使用K1的斜探头和直探头在翼板侧扫查时，是看不到焊逢的，为了更好的找到焊逢的位置可以用划线的办法来解决。用K1的斜探头在翼板侧扫查时，如果焊缝内部没有未焊透、未熔合、裂纹等缺陷，一般在两倍的板厚范围内都没有回波出现。
三、结合现场检测事例，对缺陷进行分析
首先了解焊接工艺、坡口形式，选择探伤面，探头移动区应清除飞溅、铁屑、油污及其他外部杂质，探伤面表面粗糙度不大于6.3μm，耦合剂使用糨糊，仪器使用A型脉冲反射式超声波探伤仪，仪器校验合格，按照标准选用CSK-ⅠA试块测前沿和K值，选用RB-Ⅱ试块做距离波幅曲线，DAC-16dB做为基准灵敏度，提高6dB做扫查灵敏度，探伤前准备工作就做好了。
1、检测腹板规格2750×17950，上翼板厚度δ=30mm、腹板厚度δ=18mm的吊车梁。腹板采用单面V型坡口，反面清根，手工焊打底，埋弧自动焊盖面的焊接工艺。
用K2斜探头对腹板进行单面双侧W扫查，K1斜探头在上翼板侧对焊缝进行探测。
K2斜探头在腹板①位置检测出缺陷波，深度大致分布在13～16mm之间，缺陷波幅在Ⅰ区，缺陷呈条状，斜探头在腹板②位置用二次反射波扫查，发现不了该缺陷，一般UT检测，缺陷波幅很低不做记录。但是用K1斜探头在上翼板④、⑤位置扫查，都存在缺陷波，波幅在Ⅲ区。探头前后移动，波峰起伏变化快，方向感强，探头水平移动，很长的一段距离都存在缺陷波。根据探头深度位置确定缺陷在上翼板侧附近，根据探头水平位置确定缺陷在焊缝上。经过对缺陷波形的分析（如图Ⅰ），是上翼板侧焊缝与母材未熔合，检测位置及缺陷详见图（B）所示。
产生原因：焊缝开坡口侧焊满，反面清根后，采用埋弧自动焊焊接，电流过小，熔深不够，造成靠近上翼板侧焊缝与母材未熔合。
经过现场返修，焊缝的表面打磨2-3mm，焊缝与翼板边缘出现一条细细的未熔合线，而且未熔合的宽度是3-4mm左右。
产生原因：焊缝未焊满，表面焊缝以下至3-4mm深产生未熔合，焊缝返修后余高增加，此现象消除了。
2、检测腹板规格2750×17950，上翼板厚度δ=30mm、腹板厚度为δ=22mm的吊车梁。腹板采用双面V型坡口，手工焊打底，埋弧自动焊盖面的焊接工艺。
用直探头在上翼板侧对焊缝进行探测，K2斜探头对腹板进行单面双侧W扫查。
先用K2斜探头在腹板①、②、③位置均检测出缺陷，深度大致分布在16～18mm之间，缺陷波断断续续此起彼伏，初步判断为夹渣、气孔等缺陷。
然后用φ14直探头在上翼板侧④位置对焊缝检测，发现缺陷深度位置在25mm左右，多处存在缺陷波，波幅不等高，长度均超标，根据深度显示缺陷在上翼板侧，怀疑存在层状撕裂等危险缺陷。缺陷位置详见图（C）所示。缺陷波形见图Ⅱ所示。
经现场返修，确定焊缝处存在夹渣、气孔等缺陷，对上翼板侧母材靠近焊缝进行返修，再用渗透检测确认是裂纹。
产生原因：埋弧自动焊前，坡口清理不干净，产生了夹渣、气孔等缺陷；由于应力等原因，热影响区位置产生裂纹。
未熔合缺陷（1）：