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无损探伤:超声波探伤在焊缝检测中的应用技巧

2016-11-17 来源:[db:来源] 浏览:
锅炉压力容器和各种钢结构主要是采用焊接的方法制造。为了保证焊缝质量,超声波探伤是重要的检查手段之一。

焊接加工及常见缺陷

锅炉压力容器及一些钢结构件主要是采用焊接加工成形的。焊缝内部质量一般利用射线和超声波来检测。对于焊缝中的裂纹、未熔合等危险性缺陷,超声波探伤比射线更容易发现。

一、焊接加工

1.焊接过程

常用的焊接方法有手工电弧焊、埋弧自动焊、气体保护焊和电渣焊等。

焊接过程实际上是一个冶炼和铸造过程,首先利用电能或其他形式的能产生高温使金属熔化,形成熔池,熔融金属在熔池中经过冶金反应后冷却,将两母材牢固地结合在一起。为了防止空气中的氧、氮进入熔融金属,在焊接过程中通常有一定的保护措施。手工电弧焊是利用焊条外层药皮高温时分解产生的中性或还原性气体作保护层。埋焊和电渣焊是利用液体焊剂作保护层。气体保护焊是利用氩气或二氧化碳等保护气体作保护层。

2.接头形式

焊接接头形式主要有对接、角接、搭接和T型接头等几种。在锅炉压力容器中,最常见的是对接,其次是角接和T型接头,搭接少见。

3.坡口形式

为保证两母材施焊后能完全熔合,焊前应把接合处的母材加工成一定的形状,这种加工后的形状称为坡口。

二、焊缝中常见缺陷

焊缝中常见缺陷有气孔、夹渣、未焊透、未熔合和裂纹等。

1.气孔

气孔是在焊接过程中焊接熔池高温时吸收了过量的气体或冶金反应产生的气体,在冷却凝固之前来不及逸出而残留在焊缝金属内所形成的空穴。产生气孔的主要原因是焊条或焊剂在焊前未烘干,焊件表面污物清理不净等。气孔大多呈球形或椭圆形。气孔分为单个气孔、链状气孔和密集气孔。

2.未焊透

未焊透是指焊接接头部分金属未完全熔透的现象。产生未焊透的主要原因是焊接电流过小,运条速度太快或焊接规范不当(如坡口角度过小,根部间际过小或钝边过大等)。未焊透分为根部未焊透、中间未焊透和层间未焊透等。

3.未熔合

未熔合主要是指填充金属与母材之间没有熔合在一起或填充金属层之间没有熔合在一起。产生未熔合的主要原因是坡口不干净,运条速度太快,焊接电流过小,焊条角度不当等。未熔合分为坡口面未熔合和层间未熔合。

4.夹渣

夹渣是指焊后残留在焊缝金属内的熔渣或非金属夹杂物。产生夹渣的主要原因是焊接电流过小,速度过快,清理不干净,致使熔渣或非金属夹杂物不及浮起而形成的。夹渣分为点状和条状。

5.裂纹

裂纹是指在焊接过程中或焊后,在焊缝或母材的热影响区局部破裂的缝隙。

按裂纹成因分为热裂级、冷裂纹和再热裂纹等。热裂纹是由于焊接工艺不当在施焊时产生的。冷裂纹是由于焊接应力过高,焊条焊剂中含水量氢量过高或焊件刚性差异过大造成的。常在焊件冷却到一定温度后才产生,因此又称延迟裂纹。再热裂纹一般是焊件在焊后再次加热(消除应力热处理或其他加热过程)而产生的裂纹。

按裂纹的分布分为焊缝区裂纹和热影响区裂纹。按裂纹的取向分为纵向裂纹和横向裂纹。焊缝中的气孔、夹渣是立体型缺陷,危害性较小。而裂纹、未熔合是平面型缺陷,危害性大。在焊缝探伤中,由于加强高的影响及焊缝中裂纹、未焊透、未熔合等危险性大的缺陷往往与探测面垂直或成一定的角度,因此一般采用横波探伤。

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