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超聲波焊接范文第1篇

目前利用超聲設備焊接各種塑件已相當普及， 產(chǎn)品包裝. 切割. 鉚埋 .壓花 .打孔.等行業(yè)是必不可缺的設備， 于是各式各樣， 各種功能的超聲焊接也應運而生， 應用領域不同， 使用方法和對設備要求大不相同. 現(xiàn)時使用中消費者存在很大的區(qū). 真對這些誤區(qū)加一說明!

1) 焊接原理上理解誤區(qū)

有相當一部分從事多年超聲焊接方面的人員. 對超聲能量地傳遞有一種誤解， 認為是音波在接觸面進行焊接， 其實這是一種誤解， 真正的焊接原理是: 換能器把電能轉(zhuǎn)換為機械后， 通過工件物質(zhì)分子進行傳導， 聲波在固體中地傳導聲阻遠小于在空氣中的聲阻， 當聲波通過工件接縫時， 縫隙中的聲阻大， 產(chǎn)生的熱能相當就大. 溫度首先達到工件的容點， 再加上一定的壓力， 使接縫熔接. 而工件的其它部分由于熱阻小， 溫度低不會熔接. 其原理同電工學中的歐姆定律類似.

2) 工件材料誤區(qū):

超聲焊接機對要焊接的工件材質(zhì)也是有要求的， 不是所有材料都能焊接， 有人理解為任何材料都可以焊接，這是一個很大的誤解. 不同種材質(zhì)之間有的能更好地焊接， 有的是基本能相熔， 有的是不相熔的. 同一材料之間熔點是相同的， 從原理講是可以焊接的， 但是當要焊接的工件的熔點大于350℃時， 就不在適合用超聲焊接了. 因為超聲是瞬間使工件分子溶化， 判斷依據(jù)是在3秒之內(nèi)， 不能良好熔接， 就應該選擇其它焊接工藝. 如熱板焊接等. 一般來講ABS料是最容易焊接， 尼龍是最難熔接的. 具體焊接材料選擇請參考附表:

焊接工件的工藝誤區(qū)

3)

超聲能量是瞬間爆發(fā)地， 熔接處應成點或線條， 以及傳遞的距離都要符合超聲焊接方式. 有人認為只要是塑料材料， 無論怎樣接合面都可以良好地焊接， 這也是一個錯誤認識. 當瞬間能量產(chǎn)生時， 接縫面積越大，能量分散越嚴重， 焊接效果越差， 甚至無法焊接. 另外超聲波是縱向傳波的， 能量損失同距離成正比， 遠距離焊接應控制在6厘米以內(nèi). 焊接線應控制在30----80絲之間為宜， 工件的臂厚不能低于2毫米， 否則不能良好熔接， 特別是要求氣密的產(chǎn)品.

各種焊接工藝見附表:

超聲輸出功率誤區(qū)

4) 超聲波輸出功率的大小， 同壓電陶瓷片的直徑和厚度、材質(zhì) 、設計工藝決定， 一但換能器定型，最大功率也就定型了， 衡量輸出能量的大小是一個復雜的過成， 不是換能器越大，電路使用功率管越多， 輸出能量就越大， 它須要相當復雜的振幅測量儀， 才能準確測量其振幅， 由于大多數(shù)使用者對超聲知識太了解， 又加上某些銷售人員的誤導， 給消費者一個錯誤認識. 消耗電能多少并不能反應輸出超生功率的大小， 如產(chǎn)生縱向能量低， 而消耗電流大， 只能說明設備的效率低下. 無功功率大而宜.

超聲焊接機種選擇誤區(qū)

5) 使用多大輸出功率， 振蕩頻率、振幅范圍，要根據(jù)工件的材料、焊線面積、工件內(nèi)是否有電子元器件、是否要氣密等因素來考慮。誤認為功率越大越好。這也是一個誤解。如果對超聲不是太了解。最好請教正規(guī)的超聲波生產(chǎn)廠工程技術人員。有條件的話最好到廠家現(xiàn)場勾通，不要盲目聽從一些非正規(guī)超聲銷售人員的誤導。目前生產(chǎn)相關設備的公司特別混雜，其中大部為家庭式作坊，對電路進行生搬硬套仿制，對工作原理似懂非懂。仿制出的設備有以下致命缺陷。其一是外買元材料品質(zhì)無法保證，其二生產(chǎn)工藝的核心技術沒有掌握。設備在中功率和大功率工作時經(jīng)常表現(xiàn)出不穩(wěn)定，產(chǎn)品合格率低。有時會設備損壞。如驅(qū)動換能器的功率變壓器，所使用的磁性材料參數(shù)無法測量，

磁飽和磁通密度（Bs ） 磁感應強度（Bm） 、有效磁導率（Ue） 、剩余磁通密度（Br）、矯頑力（A/M）、損耗因數(shù)（tan￡）、溫度系數(shù)（au/K—1），繞制工藝相當講究，包擴抽真空浸環(huán)氧樹質(zhì)。這些測試設備和生產(chǎn)環(huán)境家庭式工廠是無法做到的。所以在勾買超聲時，最好先了解一下公司情況，不要盲目聽從銷售員吹捧，也不要只看價格。只有這樣才能日后減少不必要麻煩。

焊模結(jié)構(gòu)的誤區(qū)

超聲波焊接范文第2篇

Abstract： The status and problems of nondestructive testing of special equipment manufacturing industry are analyzed in this paper. Typical artificial welding defects including cracks， incomplete fusion， incomplete penetration and stripe slag inclusion are made. 100% radiographic testing is done to the specimen to determine the nature， size and position of the defect. The K2.0 ultrasonic probe is used to test the cylinder side； different K value probes （K1.5、K2.0 and K2.5）are used to test the head side respectively. The results of two kinds of defect assessment methods are analyzed to determine the solution that should be taken in ultrasonic flaw detection.

關鍵詞： 裂紋；未熔合；未焊透；射線檢測；超聲波檢測

Key words： crack；incomplete fusion；incomplete penetration；ray testing；ultrasonic testing

中圖分類號：TG404 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2013）22-0038-03

1 目前特種設備無損檢測現(xiàn)狀和存在的問題

根據(jù)《壓力容器安全技術監(jiān)監(jiān)察規(guī)程》第86條“壓力容器壁厚小于等于38mm時，其對接接頭應采用射線檢測；……”的規(guī)定[1]，無損檢測對A、B類焊接接頭均采用X射線檢測。其成本較高，效率低，現(xiàn)場檢測條件要求嚴格，而且具有一定的危險性。有些危害性缺陷不易檢出（如坡口邊沿未熔合、未焊透等）。

根據(jù)新規(guī)程《固定式壓力容器安全技術監(jiān)察規(guī)程》第4.5.3.1條規(guī)定“壓力容器的對接接頭應當采用射線檢測或者超聲檢測，超聲檢測包括衍射時差法超聲檢測（TOFD）、可記錄的脈沖反射法超聲檢測和不可記錄的脈沖反射法超聲檢測；當采用不可記錄的脈沖反射法超聲檢測時，應當采用射線檢測或者衍射時差法超聲檢測作為附加局部檢測”[2]。如采用衍射時差法超聲檢測（TOFD）國內(nèi)剛剛開始，設備和技術人員沒有普及，許多場合不具備檢測條件（比如封頭與筒體組對的B類對接接頭）。雖然超聲波檢測在國內(nèi)有幾十年的歷史，技術比較成熟，專業(yè)無損檢測技術人員較普及，但是超聲波無損檢測封頭與筒體組對的B類對接接頭，封頭側(cè)的探頭移動區(qū)不滿足JB/T4730.3-2005《承壓設備無損檢測》第5.1.4.1條大于等于“2.5KT”的規(guī)定，加上X射線檢測習慣因素和監(jiān)管部門沒有標準可依，基本上沒有采用超聲波檢測[3]。

在監(jiān)督檢驗工作中，經(jīng)常發(fā)現(xiàn)由于無損檢測人員水平所限和X射線檢測靈敏度的影響，有許多危害性焊接缺陷沒有檢出。如：自動焊縱焊縫端部裂紋（校圓所致）、氣體保護焊和手工電弧焊的坡口未熔合（大部分評為表面缺陷）等。有些為錯判，如：X射線探傷檢測判為裂紋，其實為靜電感光。

2 制作典型人工焊接缺陷

采用？準1000×10的筒體與封頭進行組對。用各種不同的焊接方法進行組對焊接，制作人工典型焊接缺陷。

2.1 裂紋的制作 取300mm的焊接部位，兩側(cè)各100mm采用正常的焊條電弧雙面焊。中間100 mm不焊接，開單面“V”坡口， 直邊高度2mm， 坡口間隙5～6mm。采用氬弧焊打底焊接第一遍，用氣焊加熱、焊接后噴水冷卻的方法，依靠熱脹冷縮的內(nèi)應力使其產(chǎn)生裂紋。用此方法連續(xù)進行三次，使裂紋擴展。正面進行焊條電弧焊，背面清根打磨氬弧焊封底[4]。

2.2 封頭側(cè)坡口邊沿未熔合的制作 在封頭坡口處開20mm長，深3mm 與坡口角度相同的槽，用18×8×3mm與封頭相同材料的薄片貼于開槽處，周圍采用氬弧焊封焊，然后打磨成與其它部位的坡口平齊。用鋼印確定其位置（X射線很難檢出）。然后進行雙面焊條電弧焊。用相同的方法可以制作出筒體側(cè)坡口邊沿未熔合。

2.3 單面焊根部未熔合的制作 焊接部位組對間隙4mm，直邊高度2mm，采用氬弧焊打底焊條電弧焊，對制作根部未熔合部位長20mm處，偏離中心2mm進行焊接。其它部位進行正常的焊接。偏離中心的另一側(cè)就形成根部未熔合。

2.4 氣孔和條狀夾渣的制作 在合格的焊接接頭表面，用角向砂輪機打磨出50×6×4mm的溝槽，在溝槽中加入小件鑄鐵（鑄鐵件的大小與根據(jù)要制作的條狀夾渣尺寸相同）。用氬弧焊熔化小鑄鐵件，然后進行正常的焊條電弧焊。利用鑄鐵含碳量高、雜質(zhì)多和熔化過程中易產(chǎn)生飛濺的特性，在熔化中形成氣孔和夾渣。

2.5 未焊透的制作 增加坡口直邊高度，坡口組對間隙為“0”，并減小焊接電流，可制造各種未焊透。用鋼印確定其位置（X射線檢出角過大時很難發(fā)現(xiàn)）。

3 X射線檢測

對帶有人工典型焊接缺陷的B類焊接接頭進行100%射線檢測，按JB/T4730.2-2005《承壓設備無損檢測》進行評定。把發(fā)現(xiàn)的焊接缺陷性質(zhì)、大小和位置用鋼印標記在試件上。以便在超聲波檢測中對比各類典型焊接缺陷的反射波形。帶有典型焊接缺陷的的試件可按缺陷的類型分別制作成小件。在實際的超聲波檢測中，可作為對比試塊，用來輔助判斷缺陷性質(zhì)。

4 對帶有人工典型焊接缺陷環(huán)縫進行100%超聲波檢測

4.1 超聲波檢測設備和檢測工藝 采用HS600C型數(shù)字超聲波探傷儀機，按K1.5、K2和K2.5探頭分別制作“距離—波幅曲線”。對整條焊接接頭進行超聲波檢測。按JB/T4730.3-2005《承壓設備無損檢測》的規(guī)定進行缺陷評定。檢測方法：用K2的探頭對環(huán)縫筒體側(cè)進行檢測；用K1.5、K2和K2.5三種探頭對環(huán)縫封頭側(cè)分別檢測。記錄起始波、缺陷最高波位置、偽缺陷波等波形，并測量反射波測量長度。

4.2 底片評定缺陷和超聲波評定缺陷進行對比分析

通過上述射線檢測和超聲波檢測，典型焊接缺陷位置基本相同，兩種檢測方法對人工典型缺陷筒體側(cè)坡口邊沿未熔合、封頭側(cè)坡口邊沿未熔合、筒體側(cè)根部未熔合、封頭側(cè)根部未熔合、根部裂紋、封頭側(cè)夾渣、氣孔、較長裂紋及未焊透缺陷的檢測結(jié)果對比見表1～表9（以縱縫為基準向右測量確定缺陷最高波位置）。

5 結(jié)論

用K1.5探頭封頭側(cè)檢出的缺陷最大波幅和缺陷指示長度，均低于K2探頭筒體側(cè)檢出的缺陷最大波幅和缺陷指示長度；用K2.0探頭封頭側(cè)檢出的缺陷最大波幅和缺陷指示長度，多數(shù)情況下略低于K2探頭筒體側(cè)檢出的缺陷最大波幅和缺陷指示長度，缺陷最高波幅波所在區(qū)與筒體側(cè)檢出的缺陷最高波幅所在區(qū)相同；用K2.5探頭封頭側(cè)檢測結(jié)果與筒體側(cè)檢測結(jié)果相近。所以用K2探頭筒體側(cè)檢測該B類焊接接頭，用K2.5探頭封頭側(cè)檢測該B類焊接接頭完全符合要求。

通過用不同K值的探頭進行檢測可以看出筒體側(cè)超聲波檢測結(jié)果和X射線檢測結(jié)果相近，也符合JB/T4730.3-2005《承壓設備無損檢測》（第3部分：超聲檢測）的要求，封頭側(cè)的探頭移動區(qū)不滿足JB/T4730.3-2005第5.1.4.1條“探頭移動區(qū)大于等于2.5KT”的規(guī)定，但從檢測結(jié)果來看，射線能檢出的缺陷，超聲波也能檢出，而且射線不能檢出的危害性缺陷（如：坡口邊沿未熔合、和射線成一定角度的小裂紋和未焊透），超聲波也能檢出。多年來超聲波檢測沒有廣泛使用，關鍵是工作見證。數(shù)字探傷機的廣泛使用，加上數(shù)字影像技術的普及，能留下工作見證。

用數(shù)字探傷機，采用K2的探頭進行筒體側(cè)檢測，K2.5的探頭進行封頭側(cè)檢測，并對A、B類焊縫交叉部位、超聲波檢測發(fā)現(xiàn)超標部位和超聲波有懷疑的部位進行X射線復驗。兩種檢測方法按各自標準進行評定，均合格時，才能認為該焊縫合格。采用這種檢測工藝，能滿足缺陷的檢出，也符合規(guī)程的要求。

參考文獻：

[1]壓力容器安全技術監(jiān)監(jiān)察規(guī)程[S].北京：中國勞動社會保障出版社，1999.

[2]TSG R0004—2009，固定式壓力容器安全技術監(jiān)察規(guī)程[S].北京：新華社出版社，2009.

超聲波焊接范文第3篇

Abstract： Usually the tunnel waterproof board and geotextile with hot melt welding or sling hanging process， the construction quality is affected by process characteristics and human factors， it is difficult to control the quality of welding coke， welding wear， unstable welding and other quality defects. In this paper， a new equipment， waterproof plate ultrasonic welding machine， is introduced in the construction of the Yuxi-Mohan Railway， and in the construction， process has been improved， so that the construction quality and construction efficiency of the waterproof board has been improved， but also the cost of construction is greatly reduced.

關鍵詞： 鐵路隧道；防水板；超聲波焊；技術方法；對比分析

Key words： railway tunnel；waterproof plate；ultrasonic welding；technical method；comparative analysis

中圖分類號：U459.1 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2017）09-0098-02

0 引言

鐵路隧道滲漏水為常見的質(zhì)量通病問題，如果隧道結(jié)構(gòu)防水施工質(zhì)量差，必將導致隧道出現(xiàn)滲漏水現(xiàn)象，危及鐵路行車安全，引起隧道結(jié)構(gòu)破壞，影響到工程的正常使用。目前鐵路預防鐵路隧道滲漏水主要為“三道防線”，即為圍巖注漿、鋪設防水層、襯砌安設止水帶。施工經(jīng)驗表明“三道防線”中以鋪設防水層對隧道防水最為有效，其施工質(zhì)量對隧道是否滲漏水起到?jīng)Q定性的作用。以往防水板與墊圈通常采用熱風熱熔焊接工藝，但該防水板及墊圈熔點影響到該工藝的施工質(zhì)量，且操作時難以精準把握焊接的時間及壓焊力度，很容易出現(xiàn)焊焦、焊穿、焊接不牢固等質(zhì)量問題，常使得隧道出現(xiàn)滲漏水的現(xiàn)象。因此，提高防水板焊接質(zhì)量，確保隧道不滲不漏為隧道建設者期待達到的目標。

1 工程概況

新建玉溪至磨憨鐵路站前工程YMZQ-21標，標段里程：D1K472+387.4～D1K498+936.35，正線長度26.010km。本標段有隧道5座共14993m，隧道工程為本標段的重點及控制工程。

標段所經(jīng)地區(qū)為亞熱帶季風性濕潤氣候，濕潤多雨，屬構(gòu)造侵蝕、風化剝蝕中山區(qū)紅層地貌?？傮w而言，隧道所經(jīng)處下伏基巖巖體破碎，含水量豐富；部分地段圍巖為泥灰?guī)r夾層，巖溶發(fā)育，巖溶裂隙發(fā)育巖溶水；地下水主要由大氣降水及地表水補給。隧道襯砌防水等級按照《地下工程防水技術規(guī)范》（GB50108-2008）設計為一級標準。初期支護與二次襯砌之間拱部及邊墻部位鋪設1.5mm厚防水板、350g/m2土工布復合防水層，防水板采用EVA型。

為解決防水板鋪設容易出現(xiàn)的質(zhì)量問題，確保隧道不滲不漏，本標段引進了防水板超聲波焊接機進行防水板焊接的新設備及新技術，此新技術及新設備的運用，不僅能夠完全避免了防水板鋪設的傳統(tǒng)熱風熱熔焊常出現(xiàn)焊焦、焊穿、焊接不牢固等質(zhì)量問題，且大幅提高工作效率，節(jié)省了勞力，加快了施工進度，施工成本也得到有效降低。

2 超聲波焊接原理及技術特點

2.1 超聲波焊接原理

隧道防水板超聲波焊接機通過發(fā)生器生成20kHz～35kHz的高壓、高頻信號，再利用換能系統(tǒng)，把信號轉(zhuǎn)換為高頻的機械振動。焊接槍頭將高頻機械振動施加于槍頭處的防水板及熱熔墊片上，防水板及熱熔墊片因表面及內(nèi)部分子間的高頻摩擦而使接觸面迅速產(chǎn)生局部升溫，溫升達到防水板及熱熔墊片溶點時，防水板與熱熔墊片接觸面迅速熔化并相互充分熔合，經(jīng)過合適的熔合時間并在一定的壓力下冷卻定形，便完成了一處完美的超聲波焊接。如圖1。

2.2 超波焊接技術特點

①超聲波焊接工藝不需溶劑、粘接劑或其它施工輔助材料，施工成本低。

②超聲波焊接工藝操作簡單，開機即可開始焊接，且不象熱熔焊等設備存在外露的高溫部件，施工安全性好。

③超聲波焊接工藝不僅節(jié)約了熱熔焊所需的預熱等待時間，且一個焊接點工藝時間僅需5～6秒，也不存在為修補焊點破洞而需增加的返焊時間，加快了施工進度。

④工藝操作簡單，熔接質(zhì)量高，焊點無破損。

3 工藝流程及施工操作要點

3.1 施工工藝流程

施工準備基面檢查及處理鋪設土工布防水板鋪設及采用超聲波焊接固定質(zhì)量檢查。

3.2 施工操作要點

①施工準備。設備進場，對作業(yè)人員進行培訓及技術交底。

進行材料準備，熱熔墊片采用易于識別的紅色或是黑色同材質(zhì)墊片。

②基面檢查及處理。防水板鋪設前按規(guī)范及設計要求對隧道進行斷面尺寸測量及基面質(zhì)量檢查，并處理初期支護的噴射混凝土的表面至滿足鋪設要求，經(jīng)檢查全部合格后方可進行土工布的鋪設及環(huán)向透水肓管的安設，最后鋪設防水板。

③土工布的鋪設。土工布的鋪設從隧道中線向兩側(cè)沿隧道內(nèi)壁展開，土工布要求平順地固定在隧道洞壁上，土工布的固定采用尾部套有熱熔墊片的射針進行。鋪設好的土工布作為防水板鋪設的基層。要求兩幅土工布的搭接寬度>5cm，鋪設要平順、無隆起及無皺褶，固定防水板的墊片在隧道頂部按0.5～0.8m的間距安設，在邊墻按0.8～1.0m的間距安設，布置成梅花型，為方便進行防水板與熱熔墊片的焊接施工，固定點盡量選在基面平整之處。

④防水板焊接機的調(diào)試。防水板焊接機采用220V、50Hz的單相電源，接通電源后觀察工作指示燈是否亮起，如果不亮，則檢查線路及保險管等情況。

確定電源接通后，按下面板上的紅色“測試”按鈕，然后察看表盤電流表，正常的電流值在0.5～1.0安培之間，否則左右旋轉(zhuǎn)頻率螺桿進行微調(diào)，并同時按“測試”按鈕，直到換能器的空載電流在0.5～1.0安培之間。

⑤鋪設防水板，并進行超聲波焊接。按設計及規(guī)范要求鋪設土工布至預定位置后，手持超聲波焊接機，保持焊機與防水板垂直后用力壓緊，按下焊接機開關，防水板融化后，將焊接機槍頭壓入防水板內(nèi)約0.5mm，即完成一個單點焊接，其持續(xù)時間約為2～3秒。完成焊接后，焊槍不能松開，而持力壓住防水板3秒，待焊點處融化的防水板冷卻后再松開，以避免防水板還在軟化狀態(tài)下就承受拉力而撕裂。

在隧道邊墻部位，每個墊圈熔焊3個點。在隧道拱部每墊圈熔焊4個點。為確保焊接牢固，焊點要均勻分布于墊圈上。如圖2。

4 超聲波防水板焊接與傳統(tǒng)電熱壓力焊的效率及經(jīng)濟分析

4.1 在現(xiàn)場進行了電熱壓力焊與超聲波焊接的效率測試，結(jié)果如表1所示

從表1數(shù)據(jù)分析得知，電熱壓力焊需要等待焊槍的預熱時間，每個焊圈的焊接工藝時間為45S，單機綜合作業(yè)效率為27個/h，但焊接質(zhì)量較差，返焊率達21%。而超聲波焊接不存在等待預熱的時間，開機即可進行焊接操作，每個焊圈的焊接工藝時間僅為20S，且焊接質(zhì)量高，不需返焊，節(jié)約了返焊所浪費的時間，單機綜合作業(yè)效率達88個/h。可見超聲波焊接效率為電熱壓力焊接效率的3.3倍，優(yōu)勢非常明顯。

4.2 施工成本方面的對比分析

因本項目剛引進超聲波焊接機，進行成本分析的超聲波焊接機設備使用壽命等數(shù)據(jù)來源于設備生產(chǎn)廠家及其它使用超聲波焊接的項目。成本分析結(jié)果見表2所示。

對表2數(shù)據(jù)分析可知，雖然超聲波焊接一次投入較大，但其設備壽命長，分攤的施工成本僅為電熱壓力焊的7.8%，經(jīng)濟效益明顯。

5 防水板使用超聲波焊接時的創(chuàng)新及改進措施

5.1 采用時控器精確控制焊接時間表

采用超聲波焊接防水板時的工藝時間由操作人員人為控制，受個人因素影響，難以精確控制，故不能達到焊接的最佳質(zhì)量效果。為了精確控制焊接的操作時間。我們借鑒了定時設備的思路，與超聲波焊接設備生產(chǎn)廠家進行探討及研究，通過在焊接電路上配置時控器，以達到精確控制焊接操作的時間，即焊槍通電達到預定時間后即自動斷電，并發(fā)出聲音提示，從而杜絕了僅憑操作者個人進行時間估計的誤差性，確保了焊接質(zhì)量。

5.2 采用紅外線激光定位儀進行熱熔墊圈的精確定位

在防水板焊接施工時，采用紅外線激光定位儀進行熱熔墊圈的精確定位，從而實現(xiàn)熱熔墊圈的快速安裝及規(guī)范施工。如圖3。

6 結(jié)束語

鐵路隧道采用超聲波焊接法進行防水板的鉚接固定，具有施工進度快、|量高、能耗低及成本低等顯著優(yōu)點。且避免了以往熱風熱熔焊接工藝中焊不牢、焊穿等質(zhì)量通病，確保了隧道不滲不漏。防水板超聲波焊接法是值得大力推廣應用的新技術。

參考文獻：

[1]申百囤，何安輝，張春光.防水板超聲波焊接技術在石林隧道的應用[J].鐵道標準設計，2012（10）.

超聲波焊接范文第4篇

小徑管對接焊縫超聲波探傷由于管徑小、曲率大,壁厚薄等特點,用常規(guī)超聲波探傷儀和探頭時,對儀器及探頭要有一定的要求,在探傷方法上針對小徑管的特殊性進行不同于平板或大口徑管的調(diào)整。同時，還一直存在缺陷難以定位、定量的問題,且其壁厚在公差范圍內(nèi)正負變化較大, 對缺陷的判定較困難。

關鍵詞小徑管對接焊縫超聲波探傷

前言

隨著國家建設的發(fā)展,小徑管焊接接頭的數(shù)量也越來越多,合金鋼的應用也更加廣泛,裂紋等焊接缺隱出現(xiàn)的可能性也大大增加,對質(zhì)量的要求也越來越嚴格,小徑管焊接接頭的檢驗比增加到100 % ,前幾年發(fā)展起來的超聲波小徑管探傷技術應用也越來越多與射線探傷比較,超聲波小徑管探傷具有不可比擬的優(yōu)越性。首先,超專用波檢驗對裂紋，未熔合等面積性缺陷比射線檢驗靈敏高度； 其次 , 超聲波檢驗對裂紋、未熔合等面積性缺陷比射線檢驗靈敏度高; 其次,超聲波檢驗不需要進行環(huán)境及自身防護,檢驗時對環(huán)境要求不高；第三 , 超聲波檢驗費用低,勞動生產(chǎn)率高。所以,在實際生產(chǎn)中,小徑管超聲波探傷技術得到了空前的應用,取得了很好的效果,為保證安裝、檢修質(zhì)量及工期起到了不可估量的作用。由于小徑管焊接接頭具有管壁較薄、曲率半徑大、規(guī)格多等特點 , 超聲波檢驗時存在諸多困難及需要注意的問題。

一、小徑管對接焊縫超聲波探傷的特點

1、小徑管焊縫寬 ,當壁厚較薄時 ,焊縫寬度往往大于管壁厚度。用1、2次波探傷時要選擇大的探頭入射角 ,而用2、3次波探傷時要選擇小的探頭入射角,且掃描比例擴大,超聲波形拉寬 ,這樣易發(fā)生近場區(qū)干擾 ,給缺陷定性、定量帶來了相當大的困難 。

2、管壁曲率大,聲能傳輸損失大,探頭通過曲率大的圓弧面接觸。由于曲率大接觸不良對定量有影響 ,且聲波入射到管壁外表面為凸面,使聲束發(fā)散。在2、3次波探傷中,聲束傳輸路徑更復雜,經(jīng)過多次發(fā)散、聚集,聲壓反射異于常規(guī),聲壓計算也相當困難 ,降低了探傷靈敏度 。因此 ,小徑管超聲波探傷應提高探傷靈敏度進行,以補償曲率大、聲能發(fā)散及藕合不良的影響。

3、焊縫焊波高度、焊瘤尺寸與管壁厚度為同一數(shù)量級 ,在較高靈敏度探傷時雜波多 ,這樣給缺陷波的識別增加難度 ,需要操作人員熟練掌握焊縫 中各種缺陷反射波的靜 、動態(tài)波形 ,準確測量焊縫處管壁厚度 ,以準確區(qū)分缺陷波與雜波的特點 ,以免發(fā)生誤判 。

二、缺陷的識別與判定

1、一次波探傷缺陷波的識別

當采用一次波探傷時主要觀察儀器熒屏上一次波標記點前面出現(xiàn) 的反射波 ,因為聲波束掃過焊縫下半部 ,如果有反射則一般為缺陷反射，除盲區(qū)雜波外 。其次是位于一次波最大深度標記點上焊縫根部的反射波,當焊縫不存在錯 口時,要確定反射波對應的反射點的位置,如果反射點 位于焊縫中心點或探頭側(cè),則判為缺陷。小徑管對接焊縫中大多數(shù)危害性缺陷如裂紋、未熔合和未焊透等都產(chǎn)生在焊縫根部,根部缺陷的判定與識別非常重要但根部缺陷的識別、判定比較困難,主要是小徑管壁厚變化很大,有些管子壁厚與公稱尺寸相差達0.5mm左右 ,使根部及靠近根部的缺陷反射波與錯邊 、焊瘤等產(chǎn)生的干擾波（雜波不易區(qū)分）。

當發(fā)現(xiàn)焊縫根部出現(xiàn)一定高度的反射波時 ,應對該處焊縫兩側(cè)的壁厚進行準確測定 ,儀器的掃描速度要準確調(diào)整 ,以準確定位 ,并根據(jù)探頭所在位置對反射波形進行認真分析。缺陷波的位置出現(xiàn)在一次波最大深 度標記點處或以前,對應的反射于焊縫中心或探頭側(cè)，且波形后沿陡直 ,波形清晰明亮。

2、二次波探傷缺陷波的識別

當采用二次波探傷時,在一次波標記點和二次波標記點之間出現(xiàn)的反射波 ,可能為缺陷波,也可能為雜波 ,在這個區(qū)域之前或之后出現(xiàn)的反射波則為非缺陷波 。缺陷波可用下述方法來判斷。

如果二次波聲束在內(nèi)壁上的轉(zhuǎn)折點位于焊縫區(qū)外,反射點位于焊縫中,則該反射波判為缺陷波；如果二次波聲束在內(nèi)壁上的轉(zhuǎn)折點在焊縫區(qū)內(nèi),則該反射波不能作為判傷的依據(jù) ,應結(jié)合位置，波形等其它情況綜合判斷。

三、小徑管對接焊縫超聲波探傷應注意的問題

3. 1 探頭的選用

小徑管對接焊縫探傷時,應盡可能選擇較大角度的探頭,使聲束能掃查到整個焊縫斷面,但當探頭角度較大時,聲束易擴散,易產(chǎn)生變形波, 干擾對缺陷的正確判定。另外, 要求一次波的主聲束至少應掃查到焊縫下部占壁厚1/ 4 的范圍,因此要求探頭有一定的移動區(qū)域。為滿足這一要求,除增大聲束入射角外, 還應

縮短探頭聲束入射點至探頭前沿的距離。因此,選用大K值,短前沿的探頭是進行準確探傷的前提條件。

3. 2 探傷靈敏度的調(diào)整

由于小徑管對接焊縫是利用一次波和二次波進行探傷,因此一次波和二次波探傷靈敏度的調(diào)整很重要。根據(jù)DL/ T5048- 95 中的小徑管焊接接頭探傷距離-波幅曲線進行檢測時,由于反射雜波較多, , 因此需對探傷靈敏度重新進行調(diào)整。

在超聲波探傷中 , 探傷靈敏度調(diào)整的準確性 , 直接影響到對缺陷的定位準確以及對缺陷的判斷。對于壁厚較大的焊縫 , 探傷靈敏度調(diào)整有少許誤差可能影響還不是很明顯,但對于小徑管來說,由于其壁厚較薄 , 影響就相當對來說要大得多。一般來說 ,在小徑管探傷時,我們調(diào)整儀器的探傷靈敏度是在小徑管焊接接頭超聲波探傷專用試塊上進行,使對比試塊Ⅰ上深度5mm∮2橫孔反射波達60%，然后在提高6dB作為探傷靈敏度。另一種是利用對比試塊Ⅱ來調(diào)整，前后移動探頭，利用一、二、三次波探測試塊上豎孔∮2，找到三者最高回波，在連成一條∮2豎孔距離----波幅曲線。然后以∮2-ΔdB 作為探傷靈敏度。

3.3 聲能損失問題

在超聲波檢驗中 , 若不對聲能損失進行補償 ，那么缺陷的回波高度必然要小于實際的回波高度 ,容易在檢驗中引起漏檢或誤判。小徑管焊接接頭超聲波探傷時,不僅要考慮聲波的耦合損失,還要考慮到由于小徑管的特點而引起界面擴散損失。由超聲波的傳播特點知道,當超聲波入射到凸界面時,聲束擴散；而在凹界面反射時,聲束也是擴散的,擴散程度隨界面的率半徑增加而增加。在小徑管焊接接頭超聲波探傷時 , 聲波要經(jīng)過入射到凸界面而進入工件,當使用一、二次反射波探傷時聲波又要在凹界面進行反射,加上小徑管的曲率半徑都較大,所以聲能的擴散損失較大,引起回波大幅降低。所以在實際工作中 , 應充分考慮到這一點,必要時應采用DL/T5048 - 95 附錄H的方法進行小徑管內(nèi)、外壁聲能損失測量,再在實際探傷時加以補償。

另外,由于小徑管曲率半徑大,探傷面與探頭的接觸好壞也直接影響到聲能傳入工件。若探頭接觸面與管子外表面接觸不好,縫隙較大,必然引起聲能的重大損失。所以,DL/ T5048 - 95標準指出 ,若探頭邊緣與管子外表面間隙大于 0.11mm 時,可以通過在管子表面鋪上細砂紙沿軸向輕輕研磨,使探頭表面與管子的外表面緊密接觸。

4. 4 焊縫根部的檢測

小徑管對接焊縫中,如裂紋、未熔合、未焊透等危害性缺陷大都容易產(chǎn)生在根部, 因此根部缺陷的檢測很重要。檢測過程中根部裂紋、未焊透缺陷形成端角反射，回波較強，從焊縫兩側(cè)探測，位于焊縫中心，沿焊縫方向有一定的游動范圍；未熔合：一般出現(xiàn)在坡口面上，一般二次波探傷容易檢出，位置位于探頭一側(cè)，另一側(cè)難檢出；氣孔：氣孔可出現(xiàn)在焊縫任何位置，氣孔回波幅度較低。

據(jù)以上特征可做一定的判定,但是小徑管由于壁厚變化較大, 管子實際壁厚與公稱壁厚有一定差距,所以根部的缺陷及近根部的缺陷回波與錯口、焊瘤等干擾波區(qū)分困難,因此對根部的反射波一定要認真分

析,準確判定,防止誤判和漏判。

超聲波焊接范文第5篇

關鍵詞：無損探傷技術；超聲波探傷；高層建筑

Abstract: ultrasonic detection is one of the normal NDT methods. With domestic steel structure of multi-storey building is on the increase, nondestructive testing is more and more big workload, except in welding technology to increase control in the outside nondestructive testing should be increased detection dynamics, and should soon in steel structure high-rise building weld nondestructive testing standards reflected. This paper is based on this, the ultrasonic inspection in construction steel structure of the use of the weld the relevant discussion.

Keywords: NDT technology; Ultrasonic inspection; High-rise building

中圖分類號：[TU208.3]文獻標識碼：A 文章編號：

一、鋼結(jié)構(gòu)焊縫無損探傷技術

鋼結(jié)構(gòu)在大型廠房、橋梁、多層建筑等都有著廣泛的應用。為確保工程質(zhì)量必須對鋼結(jié)構(gòu)焊縫進行無損探傷。鋼結(jié)構(gòu)焊縫無損探傷技術主要有超聲波探傷、射線探傷以及磁粉探傷。超聲波探傷是目前應用最廣泛的無損探傷方法之一，該法采用高頻超聲波穿過被檢焊縫，當遇到缺陷時超聲波反射，通過反射波的幅度和位置判斷缺陷性質(zhì)、位置及大小。射線探傷技術是采用X射線透照被檢焊縫，焊縫內(nèi)部的缺陷對X射線的反射、吸收使之在底片上留下影像，通過底片上的影像即可判斷焊縫內(nèi)部缺陷。磁粉探傷技術是一種表面探傷技術，其原理是材料或焊縫表面缺陷造成表面材質(zhì)的不連續(xù)，當外加磁場在該處時，其表面磁場分布與無缺陷處不同，利用磁粉指示出磁場分布，即可判斷材料或焊縫的表面缺陷。

二、超聲波探傷的基本原理

鋼材原材料缺陷可以采用平探頭縱波探傷，探頭軸線與其端面垂直，超聲波與探頭端面

或鋼材表面成垂直方向傳播；超聲波通過鋼材上表面、缺陷及底面時，均有部分超聲波反射回來，這些超聲波各自往返的路程不同，回到探頭的時間不同，在示波器上將分別顯示出反射脈沖，分別稱其為始脈沖、傷脈沖和底脈沖。當鋼材中無缺陷時，則無傷脈沖。始脈沖、傷脈沖和底脈沖波之間的間距比等于鋼材中上表面、缺陷處和底面的間距比，由此可確定出缺陷的位置。焊縫探傷主要采用斜探頭橫波探傷，斜探頭使聲束斜向人射，斜探頭的傾斜角有多種，使用斜探頭發(fā)現(xiàn)焊縫中的缺陷與用直探頭探傷一樣，都是根據(jù)在始脈沖與底脈沖之間是否存在傷脈沖來判斷。當發(fā)現(xiàn)焊縫中存在缺陷之后，根據(jù)探頭在試件上的位置以及缺陷回波在顯示屏上的高度，就可確定出焊縫的缺陷位置和大小。這是因為在探傷前按一定的比例在超聲儀熒光屏上作有距離——波幅曲線。

三、高層建筑鋼結(jié)構(gòu)焊縫超聲波

高層建筑由于集中了當今世界上眾多方面的高新技術，其技術含量高，又充分顯示了當代建筑業(yè)的最高水平，且其占地面積小，在大城市的黃金地段就有了很強的競爭力，當然，事物是一分為二的，高層建筑也不可避免地存在著缺點和不足，其中之一是抗震性能差，防震要求高。為了提高高層建筑的抗震性能，就出現(xiàn)了鋼結(jié)構(gòu)的高層建筑，就有了承受高強度的鋼焊縫，就需要對這樣的焊縫進行嚴格的超聲波探傷。鋼結(jié)構(gòu)高層建筑的基本單元是柱和梁。當前鋼結(jié)構(gòu)的柱、梁連結(jié)大多用焊縫加高強螺旋的方法，也就是在柱、梁的復板(立板)上用高強螺旋連結(jié)，而在翼板(面板)上用焊縫連結(jié)。這樣就充分發(fā)揮了高強螺旋和焊縫的各自優(yōu)點、又便于工地現(xiàn)場高空吊裝時的定位和裝配。常見的柱有H型柱(大規(guī)格的H型型鋼制作)、箱形柱(由厚鋼板拼裝制作)和圓形桂(由大厚度鑄鋼離心鑄造制作)。桂與柱都是由對接焊縫連接成一體，梁都是由H型型鋼制成的，稱H梁。

四、高層建筑鋼結(jié)構(gòu)焊縫超聲波

高層建筑鋼結(jié)構(gòu)焊縫的超聲波探傷可以執(zhí)行通用的焊縫超聲波探傷工藝，但它也有自身的一些特點，其基本特點就是，所有要求探傷的焊縫都是加墊板的單面焊柱與柱是對接焊縫，在高層建筑一定樓層以上，有時設計部門就允許柱與柱對接焊縫只要部分熔透(約為扳厚的l／2左右)；柱與梁均是T型焊縫，但有少量柱，根據(jù)設計要求在制造廠已焊好牛腿，那么此時柱與梁連接就變成牛腿與梁連接的對接焊縫?，F(xiàn)場安裝焊縫都是加墊板的單面焊，主要是考慮了建筑工地的特點，避免了工藝性較差的仰焊。但加墊板單面焊要求留根部位間隙足夠，間隙太小易產(chǎn)生未焊透。墊板與坡口面不得有油污，水分和臟物，墊板要與工件貼合緊密，不能錯位，否則易產(chǎn)生缺陷。

五、高層建筑鋼結(jié)構(gòu)焊縫超聲波

（一）準備工作

(1)焊工培訓階段超聲波探傷。為了確保本工程鋼結(jié)構(gòu)現(xiàn)場安裝焊縫質(zhì)量，在工程焊接工作開始前,對焊工進行嚴格、系統(tǒng)的培訓。按照培訓大綱規(guī)定，每個焊工按不同的焊接方法和焊接位置，制作了各種焊縫試板。焊縫試板經(jīng)射線探傷和超聲波探傷后，才能進行其它各項試驗，從而對焊縫質(zhì)量和焊工技能進行全面正確的評定。因此，從焊工培訓階段起超聲波探傷工作就進行了認真及時的配合，為施工焊接奠定了人員基礎。

(2)使用超聲波探傷儀

（二）一般設計方案

為了確保高層建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接質(zhì)量，認真做好施工焊接的超聲波探傷工作，依據(jù)(GB11345-89)，編制了安裝焊縫探傷方案。案細致規(guī)定了：（1）探頭移動方式，移動區(qū)域；（2）距離——波幅(DAC)曲線的繪制步驟；（3）缺陷指標長度的測定及缺陷位置的表示；（4）缺陷的評定；（5）檢驗報告；（6）超聲波探傷質(zhì)量控制?？梢灾朴喅暡ㄌ絺|(zhì)量返修通知書，提供詳細的缺陷具置并及時發(fā)送焊接負責人，確保返修部位焊接質(zhì)量。

六、有墊板超聲波探傷

（一）有墊板超聲波探傷既可作為一次波探傷時的基準波，起基準和表示耦合良好的作用，同時又將起到掩蓋有墊板缺陷的不良作用。當墊板反射波又寬又高時，往往表示根部清理不當，有根部缺陷。所以探傷時要注意對這個反射波的觀察和分析。

（二）當探頭往后拉，進行二次波探傷時，超聲束打到別處的墊板定位焊的位置時，也有反射波；若該處沒有定位焊，則不會有此反射波，要注意鑒別，不能誤判為缺陷。

（三）牛腿與H梁對接焊縫，在牛腿側(cè)探傷發(fā)現(xiàn)缺陷較多，因為牛腿側(cè)不開坡口，易產(chǎn)生缺陷，所以探傷時在牛腿側(cè)要多加注意。

七、箱形柱與梁連接焊縫的探傷

箱形柱是一般多層建筑中受力最大的柱，由于一些多層建筑設計不合理，箱形柱在制造廠制造過程中，因隔板受雙面焊建的z向收縮應力而產(chǎn)生層狀撕裂。在該位置再進行柱、梁焊縫焊接，使焊縫重疊，造成層狀撕裂擴大，有的直接延伸到柱、梁焊縫表面，用超聲波探傷在正面上無法測出層狀撕裂的深度，在反面上當層狀撕裂深度超過箱形柱蓋板厚度時，測量也很困難，經(jīng)多次返修也消除不了缺陷。箱形柱與梁連接焊縫的探傷后的改進：主要把隔板與蓋板焊縫改成單面暗焊縫，避免隔板受雙向收縮應力，不會再產(chǎn)生層狀撕裂，另外，蓋板在柱／梁焊縫處是一整體，不再有焊縫重疊，確保了質(zhì)量。

八、延遲裂紋超聲波探傷

高層建筑鋼結(jié)構(gòu)焊縫，在建造、裝配和焊接過程中，都會產(chǎn)生很大應力。由于時效作用，有的在焊后幾天、幾星期、乃至幾個月后形成了延遲裂紋。所以對于應力集中部位的焊縫，應在焊后半個月左右再次磁粉探傷，以便及時發(fā)現(xiàn)延遲裂紋。

九、結(jié)論

鋼結(jié)構(gòu)建筑探傷量的，焊縫斷面多變，對同一規(guī)格的一批梁或柱來說，應采用最佳焊接工藝施焊。探傷過程中，一旦發(fā)現(xiàn)問題，通過定性、定量分析，將信息反饋回去，進而改進焊接工藝。通過對本文超聲波探傷得出如下結(jié)論：

（一)經(jīng)運用文章理論于實踐驗證，埋弧自動焊焊縫中氣孔、未焊透等典型缺陷定性準確率高達95%以上，這對于降低成本具有重要意義。

(二)鋼結(jié)構(gòu)建筑的柱、梁的對接焊縫、T型焊縫實現(xiàn)自動超聲波探傷較困難，但通過對其它工程實踐，證明了只要有正確的探傷工藝和方法，手動超聲波探傷方法也能滿足大規(guī)模探傷的需要。