对接焊缝余高对超声波检测的影响

■纪平平，何 洋，卞湘晖 ■镇江市丹徒区建筑工程质量检测中心，江苏 镇江 212100

焊缝余高干扰波在超声波检测中是比较常见的干扰信号，特别是在双面自动焊焊缝和表面经过修磨处理过的手工焊焊缝中更为常见。超声波检测中余高干扰波出现在示波屏上直射波之后的一次反射波区域内，与缺陷的一次发射波回波非常相似，如果不能正确识别，会造成误检或漏检。另外现在超声波检测设备都是智能型的，缺欠回波的深度、距离、声程计算完全靠输入的参数为基准，尤其是钢板厚度设定对缺欠深度的计算有很大影响，下面主要讨论焊缝余高对超声波检测的影响及判断方法。

1 超声波检测前准备工作

对焊缝进行超声波检测前，须先了解焊接工艺，包括坡口型式、焊接方法等，再对焊缝进行外观检查，合格后方能进行超声波检测，本文章所讲焊缝余高是在规范允许范围内所述，焊缝余高检测按照GB50205-2001 钢结构工程施工质量验收规范表A.0.2 规定。不符合要求的必须对焊缝进行打磨到位，另外对母材与焊缝熔合线附近须打磨出过渡弧和焊缝表面应光滑。

2 确定超声波检测技术和方案

拟钢板厚度为20mm 的对接焊缝，采用K2.5 或者K2.0 探头，针对这种焊缝应优先选用短前沿探头，检测等级至少B 级，条件允许时尽量双面双侧，保证用直射波扫查焊缝全部截面，期间还应更换其他角度探头扫查，最大程度上减少干扰波的出现。实际工作中往往这些措施不能做到对干扰波的杜绝，这时候需要检测人员有足够的经验排除这些干扰波。据超声检测经验分析，该类反射波具有一定的规律性，掌握必要的技巧可以快速的判断出干扰波。

3 干扰波的判断及分析方法

(1)综上所述，干扰波一般在焊缝表面反射和母材与焊缝熔合线附近反射，且回波显示在示波屏一次反射波区间。首先看第一种情况，见图一，钢构件加工过程中焊缝表面打磨不到位或者未进行打磨有可能会产生此类干扰波，按图1 所示声波分别以方向1 和2 反射，声波以方向2 反射过程中无缺欠时，示波屏不会有回波，相反声波遇到焊缝表面反射点时，反射方向1 的回波显示在示波屏上，往往会与缺欠反射波混淆，影响结果的判断。

此时检测人员应对照反射波参数，并用直尺测量反射点在焊缝的部位，根据三角函数公式算出声波在钢板中一次反射波的底部反射点位置，若反射点在母材表面则可以判定是缺欠，反之若在焊缝范围内，可以用手指蘸点耦合剂在焊缝底部轻轻拍打，看示波屏回波有无波动，若上下波动幅度较大说明有可能是焊缝表面反射，此时将仪器的板厚设定为两倍或者更大，看回波深度是否为钢板厚度与余高的和，若结果相吻合则干扰波的可能性比较大，条件允许时用磨光机在此处打磨后再复核判断。相反若拍打时示波屏回波无波动则说明是焊缝内部缺欠反射。

(2)第二种情况见图2，反射点经反射方向1 由探头接收并在一次反射波区间显示，对照反射波参数，用第一种情况相同的方法判断。同时还需要计算辅助判断，一般这种反射波的深度为板厚减去两倍的焊缝余高，与仪器反射波显示参数相比较综合考虑。

图1

图2

(3)以上是一种比较快速粗略的判断方法，在打磨验证之后大批量构件检测时，遇到这种反射波时直接排除，大大提高了工作效率，但是遇到检测条件简陋时，这种方法有一定的局限性，往往也会造成漏判，所以为保险起见检测人员还要通过更换探头角度和检测面综合判断，保证检测的准确性。

4 余高的存在影响缺欠的准确定位

在用一次反射波法检测时，一般发现缺欠回波后应根据示波屏上缺欠回波的位置来确定缺欠在实际焊缝中的位置。缺欠定位方法分声程定位法、水平定位法和深度定位法三种，下面以声程定位法来说明余高对一次反射波检测缺欠定位的影响。

当仪器按声程定位法1∶1 调节扫描速度时，用一次反射波探伤发现缺陷后，计算公式如下

图3

式中:Lf——缺陷至探头的水平距离

xf——缺陷的声程

df——缺陷至探测面的深度

T——工件厚度

当考虑余高对一次反射波检测缺欠定位的影响时，计算公式为:

式中:c——焊缝余高

推导过程如下:

式中:xf1，xf2——直射波，反射波声程

由式(1)和(2)可知

即仪器所计算出的缺欠深度是错误的，这时需要检测人员重新计算缺欠参数，准确找到缺欠在焊缝中的位置，以便于加工厂返修。

5 结束语

以上讨论使我们认识到焊缝余高的存在对超声波检测有很大影响，掌握区分干扰波的方法，会计算缺欠在焊缝中的位置，提高缺欠定位的准确性是检测员必要掌握的基本技能，这样可以减少误判造成的时间浪费和经济损失，提高工作效率。

［1］GB/T 11345-2013 焊缝无损检测、超声检测、技术检测等级和评定［S］.中国国家标准化管理委员会，2014-06-01.

［2］马小峰.焊缝余高对超声波探伤的影响［J］，青海电力，2009，28(3):20-21.