超聲波探傷在焊縫檢測中的應(yīng)用技巧

    鍋爐壓力容器和各種鋼結(jié)構(gòu)主要是采用焊接的方法制造。為了保證焊縫質(zhì)量，超聲波探傷是重要的檢查手段之一。

焊接加工及常見缺陷

    鍋爐壓力容器及一些鋼結(jié)構(gòu)件主要是采用焊接加工成形的。焊縫內(nèi)部質(zhì)量一般利用射線和超聲波來檢測。對于焊縫中的裂紋、未熔合等危險性缺陷，超聲波探傷比射線更容易發(fā)現(xiàn)。

    一、焊接加工

    1.焊接過程

    常用的焊接方法有手工電弧焊、埋弧自動焊、氣體保護焊和電渣焊等。

焊接過程實際上是一個冶煉和鑄造過程，首先利用電能或其他形式的能產(chǎn)生高溫使金屬熔化，形成熔池，熔融金屬在熔池中經(jīng)過冶金反應(yīng)后冷卻，將兩母材牢固地結(jié)合在一起。為了防止空氣中的氧、氮進入熔融金屬，在焊接過程中通常有一定的保護措施。手工電弧焊是利用焊條外層藥皮高溫時分解產(chǎn)生的中性或還原性氣體作保護層。埋焊和電渣焊是利用液體焊劑作保護層。氣體保護焊是利用氬氣或二氧化碳等保護氣體作保護層。

    2.接頭形式

焊接接頭形式主要有對接、角接、搭接和T型接頭等幾種。在鍋爐壓力容器中，最常見的是對接，其次是角接和T型接頭，搭接少見。

    3.坡口形式

為保證兩母材施焊后能完全熔合，焊前應(yīng)把接合處的母材加工成一定的形狀，這種加工后的形狀稱為坡口。

    二、焊縫中常見缺陷

焊縫中常見缺陷有氣孔、夾渣、未焊透、未熔合和裂紋等。

    1.氣孔

氣孔是在焊接過程中焊接熔池高溫時吸收了過量的氣體或冶金反應(yīng)產(chǎn)生的氣體，在冷卻凝固之前來不及逸出而殘留在焊縫金屬內(nèi)所形成的空穴。產(chǎn)生氣孔的主要原因是焊條或焊劑在焊前未烘干，焊件表面污物清理不凈等。氣孔大多呈球形或橢圓形。氣孔分為單個氣孔、鏈狀氣孔和密集氣孔。

    2.未焊透

未焊透是指焊接接頭部分金屬未完全熔透的現(xiàn)象。產(chǎn)生未焊透的主要原因是焊接電流過小，運條速度太快或焊接規(guī)范不當(dāng)(如坡口角度過小，根部間際過小或鈍邊過大等)。未焊透分為根部未焊透、中間未焊透和層間未焊透等。

    3.未熔合

未熔合主要是指填充金屬與母材之間沒有熔合在一起或填充金屬層之間沒有熔合在一起。產(chǎn)生未熔合的主要原因是坡口不干凈，運條速度太快，焊接電流過小，焊條角度不當(dāng)?shù)?。未熔合分為坡口面未熔合和層間未熔合。

    4.夾渣

    夾渣是指焊后殘留在焊縫金屬內(nèi)的熔渣或非金屬夾雜物。產(chǎn)生夾渣的主要原因是焊接電流過小，速度過快，清理不干凈，致使熔渣或非金屬夾雜物不及浮起而形成的。夾渣分為點狀和條狀。

    5.裂紋

    裂紋是指在焊接過程中或焊后，在焊縫或母材的熱影響區(qū)局部破裂的縫隙。

    按裂紋成因分為熱裂級、冷裂紋和再熱裂紋等。熱裂紋是由于焊接工藝不當(dāng)在施焊時產(chǎn)生的。冷裂紋是由于焊接應(yīng)力過高，焊條焊劑中含水量氫量過高或焊件剛性差異過大造成的。常在焊件冷卻到一定溫度后才產(chǎn)生，因此又稱延遲裂紋。再熱裂紋一般是焊件在焊后再次加熱(消除應(yīng)力熱處理或其他加熱過程)而產(chǎn)生的裂紋。

    按裂紋的分布分為焊縫區(qū)裂紋和熱影響區(qū)裂紋。按裂紋的取向分為縱向裂紋和橫向裂紋。焊縫中的氣孔、夾渣是立體型缺陷，危害性較小。而裂紋、未熔合是平面型缺陷，危害性大。在焊縫探傷中，由于加強高的影響及焊縫中裂紋、未焊透、未熔合等危險性大的缺陷往往與探測面垂直或成一定的角度，因此一般采用橫波探傷。