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焊角回波产生原因
在对接焊缝超声波探伤过程中, 常常会遇到焊缝结构、仪器、探头及耦合不良等因素引起的反射回波。这些反射回波不是由焊缝内部缺陷引起的, 所以称为干扰回波或称为伪缺陷波。由于干扰回波的存在, 影响了对焊缝缺陷的准确判断, 增加了判断的复杂性, 容易造成误判和漏判。为了表征干扰回的影响, 较准确地判断焊缝内部缺陷, 必须系统地、熟练地掌握超声波探伤的理论知识, 结合仪器、探头及焊缝实际结构进行综合判断。在诸多干扰回波中,由焊角所引起的干扰回波是超声波探伤中常见的。本文总结了对接焊缝超声波探伤过程中常见的几种焊角干扰回波的产生原因与判断方法, 以加深操作者对其特征的认识与掌握, 简捷地排除其干扰, 准确地判定缺陷, 并能对其他类型的干扰回波做出正确的分析与判断。
焊角回波的分析与判断
焊角回波产生原因
焊角回波的产生原因主要是由于焊角处轮廓法线方向与超声波主声束入射方向相同或相近, 部分声能沿原路径返回, 其反射信号被探头接收, 在示波屏上显示为回波。
为焊缝余高过大, 引起焊角处突变过渡示意图。当使用某一范围内的K 值探头进行探伤时,其声波入射方向与焊角处轮廓法线方向相同或相近, 产生焊角回波。而且由于凹面反射的聚集作用,焊缝余高越大, 聚集面越大, 反射声能越集中, 焊角回波越强。对于自动焊缝, 余高虽然不大, 但焊角处常会突变过渡, 同样会产生焊角回波。如果余高很小,几乎没有聚集作用, 而且反射面小, 其焊角反射信号微弱, 在正常灵敏度条件下则不足以引起焊角回波。
当焊缝余高不大, 且焊角处平坦过渡时(如图2), 其焊角处轮廓法线方向与超声波入射方向夹角很大, 不易产生焊角回波。
总之, 焊角回波与焊缝余高、焊角过渡状况、焊缝的外型、探头入射角及探伤灵敏度等因素有关。焊缝余高越大, 焊角处突变越烈, 其轮廓法线倾斜越大, 出现焊角回波的可能性就越大。
焊角回波特征及判断方法
1.2.1 焊角反射回波具有单侧检测特征。只有远离探头一侧的焊角才可能产生焊角回波, 即焊角回波只能在与其相对的一侧才能探测到。如图3 所示, 靠近探头侧的焊角由于其轮廓法线方向与超声波入射方向近于垂直, 不产生焊角反射。而焊趾裂纹和咬边反射在焊缝两侧都能探测到, 根据这一特征可采用双侧探测法予以区别。
1.2.2 焊角回波在示波屏上大回波位置所代表的深度和水平距离与焊角位置基本相同。一般情况下,1 次波发现的焊角回波深度应等于或稍大于2 倍母材厚度T, 焊趾裂纹和咬边反射的深度则符合下式:1 次波时: h≤T; 2 次波时: h≤2T。但由于仪器调节误差、检测误差等原因, 或由于母材厚度减薄、对口错边、不等厚板对接等原因, 焊角回波深度
也可能小于母材厚度, 此时易与缺陷波相混淆, 应结合焊缝实际结构仔细检测判别。
1.2.3 2 次波检测时, 可用手指沾油拍打远离探头侧的焊角, 焊角回波会明显跳动。
1.2.4 探头沿焊缝方向平行移动时, 焊角回波的水平及深度位置基本不变, 回波幅度变化不太剧烈。而焊趾裂纹和咬边的回波幅度变化剧烈, 波形尖锐, 且位置可能发生变动。
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